Question

1．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，需測量一個標有“3V，1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流．現有如下器材：
直流電源（電動勢3.0V，內阻不計）
電流表A₁（量程3A，內阻約0.1Ω）
電流表A₂（量程600mA，內阻約5Ω）
電壓表V₁（量程3V，內阻約3kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內阻約200kΩ）
滑動變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流1A）
滑動變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流300mA）
（1）在該實驗中，電流表應選擇A₂（填“A₁”或“A₂”），電壓表應選擇V₁（填“V₁”或“V₂”），滑動變阻器應選擇R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）某同學用導線a、b、c、d、e、f、g和h連接成如圖甲所示的電路，請在乙圖方框中完成實驗的電路圖．

（3）該同學連接電路后檢查所有元器件都完好，電流表和電壓表已調零，經檢查各部分接觸良好．但閉合開關后，反復調節滑動變阻器，小燈泡的亮度發生變化，但電壓表和電流表示數不能調為零，則斷路的導線為h．
（4）圖丙是學習小組在實驗中根據測出的數據，在方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線．若將該燈泡與一個6.0Ω的定值電阻串聯，直接接在題中提供的電源兩端，請估算該小燈泡的實際功率P=0.34W（保留兩位有效數字）．（若需作圖，可直接畫在圖中）

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓及功率可得出通過燈泡的電流，則可選擇電流表；根據實驗的接法及滑動變阻器的應用可選出滑動變阻器；
（2）根據實驗的原理可選了正確的滑動變阻器及電流表的接法；
（3）根據電路中的現象，利用電路原理可知哪個地方發生了斷路；
（4）作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點表示燈泡的實際工作點，由圖可知燈泡的電壓和電流，再由P=UI可求得實際功率．

解答 解：（1）由P=UI可知，I=$\frac{p}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A，為了安全和準確，電流表應選擇A₂；因為燈泡的額定電壓為3V，則電壓表選擇V₁．
因本實驗中應采用分壓接法，故滑動變阻器應選R₁；
（2）因測量小燈泡的伏安特性曲實驗中要求電壓從零開始調節，故滑動變阻器應采用分壓接法；同時因燈泡內阻較小，故電流表采用外接法；原理圖如下；
（3）調節滑動變阻器，小燈泡的亮度發生變化，電壓表和電流表示數不能調為零，
說明滑動變阻器采用了限流接法，由電路圖可知，導線h斷了．
（4）將定值電阻與電源組成等效電源，在燈泡I-U圖象坐標系內作出等效電源的I-U圖象如圖所示：
由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為1.1V，通過燈泡的電流為0.31A，燈泡實際功率P=UI=1.1×0.31=0.34W；
故答案為：①A₂ V₁ R₁ 
②如圖所示
③如圖所示
④0.34．

點評 描繪小燈泡的伏安持性曲線實驗中要注意實驗中的原理及接法；要求學生熟練應用分壓接法；并能正確應用圖象分析實際問題．