Question

2．有一个小灯泡上标有“4V  2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的 U-I图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻 10kΩ） 
B．电压表（0～10V，内阻 20kΩ） 
C．电流表（0～0.3A，内阻 1Ω） 
D．电流表（0～0.6A，内阻 0.4Ω） 
E．滑动变阻器（5Ω，1A）
F．滑动变阻器（500Ω，0.2A）
（1）实验中电压表应选用A，电流表应选用D．为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用E（用序号 字母表示）．
（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图2中所示的实验器材用实线连 接成相应的实物电路图．
（3）根据 U-I 图象，当灯泡两端所加电压为 1.6V 时，灯泡的电阻为7.3Ω，电功率为0.35W．

Answer 1

分析 （1）明确灯泡的额定值，根据安全和准确性原则选择电流表和电压表，根据实验原理确定滑动变阻器接法，从而确定滑动变阻器；
（2）根据实验原理进行分析，从而确定滑动变阻器接法以及电流表接法；
（3）根据图象可求得电流和电压，再由欧姆定律求出电阻，由P=UI可求得电功率．

解答 解：（1）灯泡额定电为4V，故电压表应选择5V的量程；由P=UI可知，电流为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A，故电流表应选择D；由于本实验要求电压表从零开始调节，故应采用分压接法，滑动变阻器选择阻值较小的E；
（2）由（1）的分析可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法；灯泡内阻为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.5}$=8Ω，则可知R_L＜$\sqrt{{R}_{v}{R}_{L}}$=$\sqrt{10000×0.4}$=63，故应采用电流表外接法；电路图如图所示，根据电路图可得出对应的实物图如图所示；
（3）由图可知，当电压为1.6V时，电流为0.22A，故电阻为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.6}{0.22}$=7.3Ω；
电功率为：P=UI=1.6×0.22=0.35W．
故答案为：（1）A；D；E；（2）如图所示；（3）7.3；0.35．

点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理，知道本实验中一般采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法，同时注意灯泡电阻随温度的变化而变化，要注意掌握图象的正确应用．