Question

【題目】要描繪一個(gè)標(biāo)有“2.5V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，除電池組(電動(dòng)勢4V，內(nèi)阻約2Ω)、小燈泡、導(dǎo)線、電鍵外，實(shí)驗(yàn)室還準(zhǔn)備有如下器材：

A.電壓表(量程為0~3V，內(nèi)阻約3kΩ)

B.電壓表(量程為0~15V，內(nèi)阻約15kΩ)

C.電流表(量程為0~0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω)

D.電流表(量程為0~50mA，內(nèi)阻為8Ω)

E.定值電阻2Ω

F.定值電阻18Ω

G.滑動(dòng)變阻器(最大阻值5Ω，額定電流1A)

H.滑動(dòng)變阻器(最大阻值2000Ω，額定電流0.6A)

(1)上述A~H所給器材中，所需要的器材有___________。

(2)為了精確描繪出小燈泡的伏安特性曲線，請將你設(shè)計(jì)的電路圖畫在如圖1所示方框內(nèi)______。

(3)實(shí)驗(yàn)過程中，電壓表讀數(shù)用U表示，電流表讀數(shù)用I表示，電壓表內(nèi)阻用RV表示，電流表內(nèi)阻用RA表示，定值電阻用R表示，則小燈泡的電阻值應(yīng)該用___________表示。

(4)如圖2所示為某燈泡的U-I曲線，現(xiàn)將兩個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后接到E=4V，r=4Ω的電池組兩端，閉合開關(guān)后，每個(gè)小燈泡消耗的功率是___________W(保留兩位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】（1）ADEG （2）見解析圖； （3） （4）0.34（0.32-0.35均可）

【解析】

（1，2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選擇實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)電路圖；（3）結(jié)合電路圖以及歐姆定律求解待測電阻的表達(dá)式；（4）將兩個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后接到E=4V，r=4Ω的電池組兩端；設(shè)每個(gè)燈泡兩端電壓為U，電流為I，找到U-I函數(shù)關(guān)系，將圖像畫在燈泡的U-I圖像上，交點(diǎn)為電路的工作點(diǎn)，從而求解電功率.

（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表選擇A；燈泡的額定電流為，若用C量程過大，而用D量程過小，故可用D與定值電阻E并聯(lián)，這樣相當(dāng)改裝成了一個(gè)量程為的電流表；滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的G接成分壓電路；故選ADEG；

（2）電路圖如圖；

（3）根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)以及歐姆定律可知：，解得；

（4）將兩個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后接到E=4V，r=4Ω的電池組兩端；設(shè)每個(gè)燈泡兩端電壓為U，電流為I，則E=2U+Ir，即U=2-2I，將此關(guān)系畫在燈泡的U-I圖像上，如圖，交點(diǎn)坐標(biāo)為U=1.60V，I=0.22A，則P=IU=0.35W；