Question

14．為描述小燈泡L（2.5V，1.0W）的伏安特性曲線，某同學(xué)根據(jù)如下可供選擇的器材設(shè)計(jì)了如圖1所示電路（電路還沒有完全接好）．

A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
B．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
C．滑動變阻器（200Ω，0.3A）
D．滑動變阻器（5Ω，2A）
E．電池組（電動勢約3V，內(nèi)阻未知）
F．開關(guān)，帶夾子的導(dǎo)線若干
G．待測小燈泡
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選擇D（填“C”或“D”），請以筆代線將尚未連接好的電壓表連入電路中；
（2）在該同學(xué)在連接最后一根導(dǎo)線的c端到直流電源正極之前，請指出其中的1個不當(dāng)之處開關(guān)S不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
改正上述1個不當(dāng)之處后，他在測量中發(fā)現(xiàn)，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值，其原因可能是導(dǎo)線③（填圖中導(dǎo)線代號）沒有連接好．
（3）該同學(xué)完善電路后，測得小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．若將該小燈泡與阻值為5.0Ω的定值電阻串聯(lián)后接在電動勢為3.0V、內(nèi)阻為1.0Ω的電源上，則該小燈泡的實(shí)際功率為0.36W （請保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）連接電路時，應(yīng)斷開開關(guān)，滑動變阻器采用分壓接法時，滑片應(yīng)置于分壓電路分壓為零的位置．滑動變阻器采用分壓接法時，電壓與電流可以從零開始變化，如果滑動變阻器采用限流接法，電壓與電流不能從零開始變化．
（3）電源與定值電阻整體組成一個等效電源，在圖象中作出電源的I-U圖象，由圖象找出電路電流與燈泡電壓，然后由P=UI求出燈泡功率．

解答 解：（1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較小的D．
燈泡正常發(fā)光時的電阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{2．{5}^{2}}{1}$=6.25Ω，即小燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，接近電流表內(nèi)阻，
所以電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示．

（2）由電路圖可知，在連接電路時，開關(guān)S不應(yīng)閉合；
實(shí)驗(yàn)時，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值，滑動變阻器被接成了限流接法，由電路圖可知，導(dǎo)線③沒有接好．
（3）電源與5.0Ω的定值電阻串聯(lián)組成等效電源，有：U=E-I（R+r）=3-（5+1）I=3-6I；
在燈泡伏安特性曲線中作出電源的U-I圖象，
兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值為，U=1.2V，I=0.3A，燈泡功率P=UI=1.2V×0.3A=0.36W．
故答案為：（1）D，如圖；（2）Ⅰ．開關(guān)S不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài)；③；
（3）0.36

點(diǎn)評 滑動變阻器采用分壓接法時，電壓與電流可以從零開始變化，滑動變阻器采用限流接法時，電壓與電流不能從零開始變化．求燈泡實(shí)際功率時，需要在U-I圖象中再畫出表示電源的U-I圖象，根據(jù)交點(diǎn)坐標(biāo)來求功率．