Question

【題目】為了研究某種小燈泡L(5V,2.5W)的伏安特性曲線，除了直流電源(電動勢約為6V,內阻不計)、導線和開關外，還有如下實驗器材：

A.直流電流表(量程0~3A,內阻約為0.1Ω)

B.直流電流表(量程0~600mA,內阻約為5Ω)

C.直流電壓表(量程0~15V,內阻約為15kΩ)

D.直流電壓表(量程0~6V,內阻約為10kΩ)

E.滑動變阻器(最大阻值為10Ω，允許通過的最大電流為2A)

F.滑動變阻器(最大阻值為1kΩ，允許通過的最大電流為0.5A).

要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數據。

(1)實驗中電流表應選用_____,電壓表應選用_____,滑動變阻器應選用_______；(均用序號字母表示)

(2)根據所選器材，請在答題卡上方框中畫出實驗電路圖____________；

(3)測得該種小燈泡的U-I圖象如圖(a)所示，現將兩個相同的這種小燈泡L1、L2與一個阻值為4Ω的定值電阻R連成如圖(b)所示的電路，電源的內阻r=2Ω,開關S閉合后，小燈泡L1與定值電阻R的電功率恰好均為P,則P=______W,電源的電動勢E=_____V.

Answer 1

【答案】 B D E 0.25W 7V

【解析】（1）電源電壓6V，燈泡額定電壓5V，則電壓表選擇D；燈泡的額定電流：，電流表選擇B；滑動變阻器要用分壓電路，則選用阻值較小的E；

（2）燈泡電阻，則RV>>Rx，則采用電流表外接，電路圖如圖：

（3）由圖b所示電路圖可知，小燈泡L1與定值電阻R并聯，它們兩端電壓相等，它們的電功率均為P，由P=UI可知，通過它們的電流相等，它們的電阻相等，即此時燈泡電阻為4Ω，由圖a所示圖象可知，燈泡兩端電壓為1V時通過燈泡的電流為0.25A，此時燈泡電阻為4Ω，則功率P=UI=1×0.25=0.25W；
由電路圖可知，L2串聯在干路中，通過L2的電流I=0.25+0.25=0.5A，由圖a所示圖象可知，電流0.5A所對應的電壓為5V，由閉合電路歐姆定律可知，電源電動勢：

E=U外+Ir=1V+5V+0.5A×2Ω=7V．