Question

【題目】在研究“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，提供有以下器材：

A．電壓表V1（0～5V）

B．電壓表V2（0～15V）

C．電流表A1（0～50mA）

D．電流表A2（0～500mA）

E．滑動變阻器R1（0～60Ω）

F．滑動變阻器R2（0～2kΩ）

G．直流電源E

H．開關(guān)S及導線若干

I．小燈泡（U額=5V）

某組同學連接完電路后，閉合電鍵，將滑動變阻器滑片從一端移到另外一端，移動過程中發(fā)現(xiàn)小燈未曾燒壞，記錄多組小燈兩端電壓U和通過小燈的電流I數(shù)據(jù)（包括滑片處于兩個端點時U、I數(shù)據(jù)），根據(jù)記錄的全部數(shù)據(jù)做出的U﹣I關(guān)系圖象如圖甲所示：

（1）根據(jù)實驗結(jié)果在圖乙虛線框內(nèi)畫出該組同學的實驗電路圖____；

（2）根據(jù)實驗結(jié)果判斷得出實驗中選用：電壓表__（選填器材代號“A”或“B”），電流表__（選填器材代號“C”或“D”），滑動變阻器__（選填器材代號“E”或“F”）；

（3）根據(jù)圖甲信息得出器材G中的直流電源電動勢為__V，內(nèi)阻為__Ω；

（4）將兩個該型號小燈泡串聯(lián)后直接與器材G中的直流電源E相連，則每個小燈消耗的實際功率為__W。

Answer 1

【答案】 B D E 8 10 0.56

【解析】

（1） 從圖甲可知，將滑動變阻器滑片從一端移到另外一端過程中電表的示數(shù)不是從0開始的，因此滑動變阻器采用的不是分壓接法，而是限流接法；從圖甲可知，小燈泡的電阻為10Ω～30Ω，阻值較小，因此電流表采用外接法，作出的實驗電路圖如圖所示：

（2）從圖甲可知，記錄的全部數(shù)據(jù)中小燈兩端電壓U最大為6V，因此電壓表的量程需要選擇15V，故電壓表選B；通過小燈的電流I最大為：0.2A=200mA，故電流表的量程需要選擇500mA，故電流表選D；電路采用滑動變阻器限流接法，為了便于實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選小阻值的，故滑動變阻器選E；

（3）從圖甲可知，當滑動變阻器接入電阻為0時，小燈兩端電壓U1最大為6V，通過小燈的電流I1最大為0.2A，則此時小燈電阻

RL==30Ω

由閉合電路歐姆定律有

當滑動變阻器接入電阻為R2=60Ω時，小燈兩端電壓U2最小為1V，通過小燈的電流I2最小為0.1A，則此時小燈電阻

RL==10Ω

由閉合電路歐姆定律有

解得電源電動勢E=8V，內(nèi)阻r=10Ω；

（4）將兩個該型號小燈泡串聯(lián)后直接與器材G中的直流電源E相連，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有

E=2U+Ir

解得

U=4﹣5I

作出此時的U﹣I圖象如圖所示：

圖中交點I=0.18A，U=3.1V，即通過每個燈泡的電流為0.18A，每個燈泡的電壓為3.1V，故每個小燈消耗的實際功率

P=0.18A3.1V≈0.56W

（由于交點讀數(shù)存在誤差，因此在0.55W～0.59W范圍內(nèi)均對）