Question

要測繪一個標有“3V O.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作．已選用的器材有：
電池組（電動勢4.5V，內阻約1Ω）；
電流表（量程為0-250mA，內阻約5Ω）；
電壓表（量程為0-3V，內阻約3kΩ）；
電鍵一個、導線若干．
（l）實驗中所用的滑動變阻器應選下列中的

 

（填字母代號）．
A．滑動變阻器（最大阻值20Ω，額定電流1A）
B．滑動變阻器（最大阻值1750Ω，額定電流0.3A）
（2）實驗的電路圖應選用圖1

 

（填字母代號）．
（3）實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．現將兩個這樣的小燈泡并聯后再與一個2Ω的定值電阻R串聯，接在電動勢為1.5V，內阻為1Ω的電源兩端，如圖3所示．每個小燈泡消耗的功率是

 

W．

Answer 1

分析：（1）為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據題意確定滑動變阻器的接法，根據燈泡電阻與電表內阻的關系確定電流表的接法，然后選擇實驗電路．
（3）根據圖3所示電路圖，求出燈泡兩端電壓與電流的關系表達式，在圖2所示坐標系中作出圖象，然后根據圖象求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后求出燈泡實際功率．

解答：解：（1）電壓從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，為方便實驗操作滑動變阻器應選A．
（2）電壓表從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法；燈泡正常發光時的電阻R_L=

U2

P

=

32

0.6

=15Ω，

RL

RA

=

15

5

=3，

RV

RL

=

3000

15

=200，

RV

RL

＞

RL

RA

，電流表應采用外接法，因此實驗電路圖應選圖B所示實驗電路．
（3）設每只電燈加上的實際電壓和實際電流分別為U和I，由圖3所示實驗電路可知，
E=2IR+2Ir+U=2I×2+2I×1+U=6I+U，U=E-6I=1.5-6I，即U=1.5-6I，
在圖2所示坐標系內作出U=1.5-6I的圖象如圖所示，

由圖象可知，電壓U=0.4V，電流I=0.11A，每個燈泡消耗的功率P=UI=0.4×0.11=0.044W．
故答案為：（1）A；（2）B；（3）0.044．

點評：本題考查了實驗器材的選擇、實驗電路選擇、求燈泡功率，當電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應采用分壓接法；要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法．