Question

【題目】要描繪一個標有“2.5V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，除電池組(電動勢4V，內阻約2Ω)、小燈泡、導線、電鍵外，實驗室還準備有如下器材：

A.電壓表(量程為0~3V，內阻約3kΩ)

B.電壓表(量程為0~15V，內阻約15kΩ)

C.電流表(量程為0~0.6A，內阻約0.5Ω)

D.電流表(量程為0~50mA，內阻為8Ω)

E.定值電阻2Ω

F.定值電阻18Ω

G.滑動變阻器(最大阻值5Ω，額定電流1A)

H.滑動變阻器(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，請將你設計的電路圖畫在如圖1所示方框內______。

(3)實驗過程中，電壓表讀數用U表示，電流表讀數用I表示，電壓表內阻用RV表示，電流表內阻用RA表示，定值電阻用R表示，則小燈泡的電阻值應該用___________表示。

(4)如圖2所示為某燈泡的U-I曲線，現將兩個這樣的燈泡串聯后接到E=4V，r=4Ω的電池組兩端，閉合開關后，每個小燈泡消耗的功率是___________W(保留兩位有效數字)。

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）根據實驗原理選擇實驗儀器設計電路圖；（3）結合電路圖以及歐姆定律求解待測電阻的表達式；（4）將兩個這樣的燈泡串聯后接到E=4V，r=4Ω的電池組兩端；設每個燈泡兩端電壓為U，電流為I，找到U-I函數關系，將圖像畫在燈泡的U-I圖像上，交點為電路的工作點，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，這樣相當改裝成了一個量程為的電流表；滑動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）根據電路的結構以及歐姆定律可知：，解得；

（4）將兩個這樣的燈泡串聯后接到E=4V，r=4Ω的電池組兩端；設每個燈泡兩端電壓為U，電流為I，則E=2U+Ir，即U=2-2I，將此關系畫在燈泡的U-I圖像上，如圖，交點坐標為U=1.60V，I=0.22A，則P=IU=0.35W；