Question

5．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡標(biāo)有“3.8V、1.52W”字樣；電壓表V量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ；直流電源E的電動(dòng)勢4.5V，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)S及導(dǎo)電若干；其他可供選用的器材還有：
A．電流表A₁（量程250mA，內(nèi)阻約為2Ω）
B．電流表A₂（量程500mA，內(nèi)阻約為1Ω）
C．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0-10Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0-2kΩ）
為了使調(diào)節(jié)方便，測量的準(zhǔn)確度高，要求小燈泡的電壓從零開始調(diào)節(jié)．
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表為B、滑動(dòng)變阻器為C（均需填器材前的字母序號(hào)）．
（2）在圖2的方框內(nèi)畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖并標(biāo)上正確的文字符號(hào)．
（3）由正確的實(shí)驗(yàn)操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，將本實(shí)驗(yàn)用的小燈泡接入圖3所示的電路，電源電壓恒為6V，定值電阻R₁=30Ω，電流表讀數(shù)為0.45A，此時(shí)小燈泡消耗的實(shí)際功率為0.50W．（電流表的內(nèi)阻不計(jì)，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 已知燈泡的額定功率及電壓，由P=UI可求得電流，則可選擇電流表；本實(shí)驗(yàn)中為了描繪伏安特性曲線，應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)，故應(yīng)采用分壓法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇小電阻； 
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可以得出滑動(dòng)變阻器的接法，由燈泡內(nèi)阻可以選定電流表的接法；
由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接由閉合電路歐姆定律求電流；根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線，求出燈泡的電壓、電流根據(jù)P=UI可以求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由小燈泡標(biāo)有“3.8V、1.52W”字樣可知，燈泡的額定電流為：I=0.4A；因此電流表選擇B，
本實(shí)驗(yàn)中為了多測數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，故應(yīng)選用變化范圍較小的電阻，故選C．
（2）本實(shí)驗(yàn)中為了多測數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因燈泡內(nèi)阻較小，故應(yīng)選用電流表外接，由此可正確畫出實(shí)驗(yàn)原理圖如下所示：

（3）流過R₁的電流為：I₁=$\frac{6}{30}$=0.2A，因此流過燈泡的電流為：I₁=I-I₃=0.45A-0.2A=0.25A
由小燈泡的伏安特性曲線可知，當(dāng)電流為0.25A時(shí)，電壓為2V
故功率P=UI=0.25A×2V=0.50W．
 故答案為：
（1）B；C；
（2）如圖所示；
（3）0.5W

點(diǎn)評(píng) 本題要注意燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接用歐姆定律求功率，只能由串并聯(lián)電路的關(guān)系求出流過的電流，由圖中數(shù)據(jù)找出電壓值，再求功率．