Question

A．下列所給是“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中可供選擇的實驗儀器：

序號	器材	規格	序號	器材	規格
1	小燈泡	標有“3.8V，0.3A”字樣	5	滑動變阻器R1	最大阻值10Ω，額定電流1.0A
2	電壓表V	量程0-5V；內阻5kΩ	6	滑動變阻器R2	最大阻值1kΩ，額定電流0.5A
3	電流表A1	量程0-100mA；內阻4Ω	7	直流電源E	電動勢約為6V，內阻約為0.5Ω
4	電流表A2	量程0-500mA；內阻0.4Ω	8	導線、電鍵等

（1）滑動變阻器應選

 

；
（2）在虛線框內畫出實驗電路圖．

（3）利用實驗中得到實驗數據在如圖所示的I-U坐標系中，描繪得出了小燈泡的伏安特性曲線．根據此圖給出的信息，若把該燈泡接到一個電動勢為3.0伏，內阻為10Ω的直流電源時小燈泡發出的實際功率約為

 

． （結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）器材的選取需安全、精確，根據燈泡的額定電流選擇合適的電流表．根據滑動變阻器的額定電流確定合適的滑動變阻器．
（2）由于燈泡的電壓和電流需從零開始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法，根據燈泡電阻的大小確定電流表的內外接．
（3）根據小燈泡的伏安特性曲線和電源的U-I曲線求解．

解答：解：（1）燈泡的額定電流為0.3A，電流表A₁的量程偏小，則選擇電流表A₂．若選用滑動變阻器R₂，通過R₂的電流會超過滑動變阻器的額定電流，所以選擇滑動變阻器R₁．
（2）因為燈泡的電壓和電流需從零開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法，燈泡的電阻大約為12Ω，遠小于電壓表的內阻，屬于小電阻，所以電流表采用外接法，電路圖如圖所示．

（3）由I=

E

r

得電源電源短路電流為I_短=0.3A，在上圖伏安特性曲線中，將“300”與“3”兩點用直線連接，可求出與伏安特性曲線交點坐標為（1，200），由P=I．U得小燈泡功率為P=1×0.20 w=0.20W．
故答案為：（1）R₁；（2）如圖；（3）0.20W

點評：解決本題的關鍵掌握器材選擇的原則，知道滑動變阻器分壓式和限流式接法的區別，以及知道電流表內外接的區別．