Question

【题目】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流．现有如下器材：

直流电源（电动势3．0V，内阻不计）

电流表A1（量程3A，内阻约0．1Ω）

电流表A2（量程600mA，内阻约5Ω）

电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）

电压表V2（量程15V，内阻约200kΩ）

滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流1A）

滑动变阻器R2（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）

(1)在该实验中，电流表应选择______（填“A1”或“A2”），电压表应选择______（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择 ________（填“R1”或“R2”）．

(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框中完成实验的电路图________________．

(3)该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分接触良好．但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为___________．

(4)如图是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线．若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=______W（保留两位有效数字）．（若需作图，可直接画在图中）

Answer 1

【答案】A2 V1 R1 h 0.37W（0.35W~0.38W）

【解析】

(1)[1]灯泡额定电流

I=P/U=1.5/3A=0.5A，

电流表选A2(量程600mA，内阻约5Ω)；

[2]灯泡额定电压为3V，如果选择15V量程则误差太大，故电压表只能选V1(量程3V，内阻约3kΩ)；

[3]描述小灯泡的伏安特性曲线，要求电流从零开始变化，需采用分压电路．为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选：R1(阻值010Ω，额定电流1A)；

(2)[4]由实物电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法．根据实物电路图作出电路图，如图所示:

[5]小灯泡的亮度可以发生变化，但电压表、电流表无法调为零，说明分压电路变成限流电路，导线h断路；

(4)[6]电动势为3V的电源与6.0Ω的定值电阻串联组成等效电源，在灯泡伏安特性曲线中作出等效电源的UI图象，如图所示:

两图象的交点坐标值为：

U=1.2V，I=0.3A，

灯泡功率为：

P=UI=1.2V×0.3A≈0.36W.