Question

【題目】某同學要研究一個小燈泡的伏安特性曲線，小燈泡的額定電壓約為4.0 V、額定功率約為2.0 W，他根據實驗室提供的實驗器材設計電路，并連接了部分電路（如圖所示），提供的實驗器材如下：

A．電壓表（0~5 V，內阻10 kΩ）B．電壓表（0~10 V，內阻20 kΩ）

C．電流表（0~0.3 A，內阻1 Ω）D．電流表（0~0.6 A，內阻0.4 Ω）

E．滑動變阻器（5 Ω，1 A）F．滑動變阻器（500 Ω，0.2 A）

（1）實驗中電壓表應選用________，電流表應選用______，滑動變阻器應選用__________（用序號字母表示）。

（2）請將上述電路連接完整________。

（3）實驗結束后，根據所得的數據描繪出了小燈泡的I–U圖象如圖所示，由圖象分析可知，當小燈泡的電阻為6 Ω時，小燈泡的實際功率為________W（保留兩位有效數字）；若將此小燈泡直接接在一個電動勢為3.0 V，內阻為6 Ω的電源兩端，則這個小燈泡的實際功率為________W（保留三位有效數字）。

Answer 1

【答案】A D E 0.96 0.353

【解析】

解：(1)由于要描繪小燈泡的伏安特性曲線，即需要測量多組數據，所以滑動變阻器采用分壓式接法，滑動變阻器選電阻小的E；由于小燈泡的額定電壓為4.0 V，因此電壓表選量程為5 V的A，小燈泡的額定電流，因此電流表選量程為0.6 A的D；

(2)由(1)分析知，控制電路要用分壓接法、測量電路用外接，實物圖連接如圖；

(3)由于伏安特性曲線的割線的斜率倒數為電阻，因此作出斜率倒數為6 Ω的圖線（如圖所示），與小燈泡的I–U圖線的交點為電流0.4 A，電壓2.4 V，因此小燈泡的實際功率；

電源短路時的電流為，作出電源的伏安特性曲線如圖所示，由圖可知，此時小燈泡兩端的電壓為1.12 V，電流為0.315 A，燈泡的功率為。