Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組要探究一個(gè)規(guī)格為2.8V，0.8W伏安特性曲線，有下列器材可供選用：
A．電壓表（0-3V，內(nèi)阻5kΩ）
B．電壓表（0-15V，內(nèi)阻30kΩ）
C．電流表（0-0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）
D．電流表（0-3A，內(nèi)阻0.1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（10Ω，允許最大電流1.0A）
F．滑動(dòng)變阻器（100Ω，允許最大電流0.5A）
G．蓄電池（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)）

（1）要求小燈泡電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，請(qǐng)選好器材，在圖1的方框中并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．電壓表選用A，電流表應(yīng)選用C，滑動(dòng)變阻器影響應(yīng)選用E（用序號(hào)字母表示）．
（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得此燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，由圖線可求得此燈泡在正常工作的電阻為10Ω．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（3）如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為5.0Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率是0.11W．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定電壓可以選出電壓表，根據(jù)燈泡的額定功率可求出額定電流，則可確定出電流表；根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接法可選出滑動(dòng)變阻器；
根據(jù)測(cè)伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)要求可以選出滑動(dòng)變阻器的接法，由電流表及電壓表內(nèi)阻的關(guān)系可得出電流表的接法；
（2）由圖示圖象求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后應(yīng)用歐姆定律求出燈泡電阻．
（3）在圖中作出電源的伏安特性曲線，圖象與燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則可得出燈泡的電壓及電流，由功率公式可求得實(shí)際功率

解答 解：（1）由題意可知，燈泡的額定電壓為2.8V，為了準(zhǔn)確性及安全性原則，電壓表應(yīng)選擇A；
由P=UI可得，燈泡的額定電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.8}{2.8}$≈0.29A，故電流表應(yīng)選擇D；
測(cè)量燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用小電阻，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇 E；
測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，要求電壓值從零開(kāi)始變化，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采有分壓接法；燈泡內(nèi)阻約為：$\frac{2.8}{0.29}$=10Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，故電流表應(yīng)采用外接法；故電路圖如圖所示；

（2）由圖示圖象可知，燈泡額定電壓2.8V對(duì)應(yīng)的電流為0.28A，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.8V}{0.28A}$=10Ω；
（3）在燈泡伏安特性曲線坐標(biāo)系內(nèi)阻作出電源的U-I圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為U=0.6V，通過(guò)燈泡的電流I=0.18A，
燈泡實(shí)際功率：P=UI=0.6×0.18≈0.11W；
故答案為：（1）A；C；E；電路圖如圖所示；（2）10Ω；（3）0.11．

點(diǎn)評(píng) 測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求一般采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法，電流表應(yīng)采用外接法．