Question

有一額定電壓為2.8V、額定功率0.56W的小燈泡，現要用伏安法描繪這個小燈泡的伏安特性曲線．有下列器材可供選用
A．電壓表（量程0～3V內阻約6kΩ）
B．電壓表（量程0～6V，內阻約20kΩ）
C．電流表（量程0-0.6A，內阻約0.5Ω）
D．電流表（量程0～200mA，內阻約20Ω）
E．滑動變阻器（最大電阻10Ω，允許最大電流2A）
F．滑動變阻器（最大電阻200Ω，允許最大電流150mA）
G．三節干電池（電動勢約為4.5V）
H．電鍵、導線若干
（1）為提高實驗的精確程度，電壓表應選用______；電流表應選用______；滑動變阻器應選用______．（以上均填器材前的序號）
（2）請在虛線框內畫出描繪小燈泡伏安特性曲線的電路圖．

（3）通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，某同學將一電源（電動勢E=2V，內阻r=5Ω）與此小燈泡直接連接時，小燈泡的實際功率是______W．（保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據小燈泡的額定電壓可以選出電壓表，根據燈泡的額定功率可求出額定電流，則可確定出電流表；根據滑動變阻器的接法可選出滑動變阻器；
（2）根據測伏安特性曲線的實驗要求可以選出滑動變阻器的接法，由電流表及電壓表內阻的關系可得出電流表的接法；
（3）在圖中作出電源的伏安特性曲線，圖象與燈泡的伏安特性曲線的交點為燈泡的工作點，則可得出燈泡的電壓及電流，由功率公式可求得實際功率．
解答：解：（1）由題意可知，燈泡的額定電壓為2.8V，為了準確性及安全性原則，電壓表應選擇A；
由P=UI可得，燈泡的額定電流為：I==A=200mA，故電流表應選擇D；
測量燈泡的伏安特性曲線實驗中應采用分壓接法，故滑動變阻器應選用小電阻，故滑動變阻器應選擇 E；
（2）測量小燈泡的伏安特性曲線時，要求電壓值從零開始變化，故滑動變阻器應采有分壓接法；燈泡內阻約為：=14Ω，而電流表內阻約為20Ω，故電流表應采用外接法；故電路圖如圖所示；
（3）由電源的電動勢和內阻作出電源的伏安特性曲線如圖所示；則交點為燈泡的工作點，由圖可知，燈泡的電壓為1.38V，電流為0.15A，則燈泡的功率P=UI=1.3×0.13=0.17W；（0.16～0.20范圍內均給對）
故答案為：（1）A、D、E；（2）如圖所示；（3）0.17．
點評：測量小燈泡的伏安特性曲線時，根據實驗的要求一般采用滑動變阻器的分壓接法，電流表應采用外接法．