Question

一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，选用下列实验器材描绘小灯泡的伏安特性曲线．
电源E₁：电动势为3.0V，内阻不计；
电源E₂：电动势为12.0V，内阻不计；
电压表V：量程为0～3V，内阻约为10kΩ
电流表A₁：量程为0～3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A₂：量程为0～0.6A，内阻约为0.6Ω；
滑动变阻器R：最大阻值为l0Ω，额定电流为1.0A；开关S，导线若干．
用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡的电流和电压）：

I/A	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）实验中电源应选用

E₁

；电流表应选用

A₂

．
（2）在下面虚线框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（阻值变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、开关、导线若干．
（3）在下面坐标中画出小灯泡的U-I曲线．
（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0Ω的电池两端，问小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程，若需作图，可直接画在坐标中）

Answer 1

分析：（1）根据灯泡额定电压选择电源，根据灯泡正常发光时的电流选择电流表．
（2）描绘小灯泡伏安特性曲线，要电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法，然后作出实验电路图．
（3）根据表中实验数据在坐标系中描出对应点，然后作出灯泡的U-I图象．
（4）在同一坐标系中作出电源的U-I图象，该图象与灯泡U-I图象的交点坐标值就是用该电源给灯泡供电时的电压与电流值，然后求出功率．

解答：解：（1）灯泡额定电压是2.0V，则电源应选E₁，灯泡额定电流为0.5A，则电流表应选A₂．
（2）描绘灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图甲所示．
（3）根据表中实验数据在坐标系中描出对应点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出灯泡的U-I图象，如图乙所示．
（4）在灯泡的U-I图象坐标系中作出电池的U-I图象，如图所示；由图象可知，用该电池给灯泡供电时，灯泡两端电压为1.1V，电流为0.4A，则灯泡实际功率P=UI=1.1×0.4=0.44W．
故答案为：（1）E₁；A₂；如图甲所示；（3）如图乙所示；（4）0.44．

点评：本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图、作图象、求灯泡实际功率等问题；要正确实验器材的选取原则；要掌握描点法作图的方法；要学会应用图象法处理实验数据、计算答题．