Question

【題目】為描繪小燈泡的伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：

A．小燈泡（額定電壓約為2.5 V，額定電流約為500 mA）

B．電流表A1（量程0~0.6 A，內阻約為0.5 Ω）

C．電流表A2（量程0~3 A，內阻約為0.1 Ω）

D．電壓表V（量程0~3 V，內阻約為10 kΩ）

E．滑動變阻器R1（0~10 Ω，2 A）

F．滑動變阻器R2（0~100 Ω，1.5 A）

G．直流電源E（電動勢為3 V，內阻不計）

H．開關、導線若干

(1)實驗中電流表應選用________，滑動變阻器應選用________（以上均填器材代號）；

(2)在盡量提高測量精度的情況下，根據以上器材，用筆畫線代替導線將圖中實物圖補充完整________；

(3)在實驗中用電流表和電壓表測得數據并記錄在下表中，請根據表格中的數據在如圖所示方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線________；

U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
I/A	0	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

(4)根據圖線可估得小燈泡在常溫下的電阻約為________ Ω（結果保留2位有效數字）；

(5)將一個電動勢為2.0 V，內阻為4 Ω的電源直接接在該小燈泡的兩端，則該小燈泡的實際功率為________ W（結果保留2位有效數字）。

Answer 1

【答案】A1 R1 2.3 Ω（2.2 Ω~2.4 Ω均可） 0.25（0.20~0.30之間均對）

【解析】

(1)根據小燈泡額定電壓2.5 V，額定電流500 mA，可得實驗中電流表應選用A1；描繪小燈泡的伏安特性曲線需要從0開始記錄實驗數據，本實驗滑動變阻器應采用分壓式接法，故滑動變阻器應選用R1。

(2)本實驗滑動變阻器采用分壓式接法，同時由于燈泡電阻較小，故采用電流表外接法以減小誤差，故連接如圖所示：

(3)根據描點法可得出對應的伏安特性曲線如圖所示。

(4)作出過原點的切線，如圖所示，常溫下的電阻即圖線過原點的切線的斜率，則R=Ω=2.3 Ω（2.2 Ω~2.4 Ω均可）。

(5)在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的U－I圖線，兩圖線的交點表示燈泡的工作點，由圖可知，電壓U=0.9 V，電流I=0.28 A，則功率P=UI=0.9×0.28 W≈0.25 W。