Question

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現除了有一個標有“5 V，2.5 W”的小燈泡、導線和開關外，還有：

A．直流電源（電動勢約為5 V，內阻可不計）

B．直流電流表A（量程0～3 A，內阻約為0.1 Ω）

C．直流電壓表V1（量程0～3 V，內阻約為15 kΩ）

D．直流電壓表V2（量程0～6 V，內阻約為30 kΩ）

E．滑動變阻器（最大阻值10 Ω，允許通過的最大電流為2 A）

F．滑動變阻器（最大阻值1 kΩ，允許通過的最大電流為0.5 A）

G．定值電阻R0＝8 Ω

實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數據。

(1)實驗中應選用的器材有_____________（均用序號字母表示）。

(2)在虛線框中畫出實驗原理電路圖；（______）

(3)某次實驗測得兩表的讀數如圖所示，則此時小燈泡的電阻是________Ω。（結果保留兩位有效數字）

(4)另一實驗小組選用另外的器材，通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示。現把實驗中使用的小燈泡接到如圖乙所示的電路中，其中電源電動勢E＝4 V，內阻r＝1 Ω，定值電阻R＝9 Ω的電路中，此時小燈泡的實際功率為________W。（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】ACDEG 見解析 18 0.34

【解析】

(1)[1]伏安法描繪小燈泡的特性曲線，首先需要電源供電；電壓表測小燈泡的電壓，又額定電壓為5V，故電壓表選擇D；需電流表測量流經小燈泡電流，又小燈泡的額定電流為：

電流表B量程太大，測量誤差太大，故應用電壓表C和定值電阻充當電流表；還需要調節電路的滑動變阻器，為了方便操作，且小燈泡兩端的電壓從零開始變化，滑動變阻器應選阻值較小的E；

故所需實驗器材為：ACDEG；

(2)[2]要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，故滑動變阻器采用分壓接法；由于小燈泡的額定電阻為：

和定值電阻阻值差不多，故電壓表和定值電阻充當電流表，應外接，故設計實驗電路圖如圖所示：

(3)[3]兩電壓表示數為2.20V；5.0V；則小燈泡的電阻為：

(4)[4]把定值電阻等效到電源到電源內部，則等效電源電動勢為4V，內阻為10Ω，根據閉合電路歐姆定律則有：

在圖中畫出等效電源特性曲線，如圖所示：

由圖可知，燈泡兩端電壓為，電流為，則燈泡的功率為：