Question

【題目】在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，采用的儀器有：

①電源E（電動勢6V，內阻r=2Ω）；

②標號為“4.0V，1.6W”的小燈泡L；

③電流表（量程0.6A，內阻約2Ω）；

④電流表（量程為3A，內阻約0.5Ω）

⑤電壓表V（量程6V，內阻約15kΩ）；

⑥滑動變阻器（最大阻值l0Ω）；

⑦滑動變阻器（最大阻值200Ω）；

⑧開關S，導線若干．

（1）實驗中要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續可調．則滑動變阻器須選用____（填“或”），電流表須選用____（填“或”）

（2）請在虛線方框中設計出實驗所用的電路原理圖．_____

（3）如上圖所示為某同學根據正確的實驗電路圖所測的幾組數據畫出的I-U圖象，如果把兩個這樣的燈泡和的定值電阻串聯起來接在電源E（電動勢6V，內阻r=2Ω）上，如上圖，則每只燈泡消耗的實際功率為_______W．

Answer 1

【答案】 0.2

【解析】根據實驗要求及給出的額定值可以選擇對應的電表和滑動變阻器；根據實驗要求選擇滑動變阻器接法以及電流表的接法；根據閉合電路歐姆定律可明確對應的圖象，與燈泡的伏安特性曲線的交點為燈泡的工作點。

（1）實驗中要求電壓從零開始調節，故滑動變阻器應選擇總阻值較小的R1；由P=UI可知，燈泡的額定電流為0.4A，故電流表應選擇A1；
（2）根據實驗要求可知，本實驗采用分壓接法，同時因燈泡內阻較小，故應采用電流表外接法；電路圖如圖所示；

（3）

將R0等效為電源內阻，則可視為兩燈泡與電動勢為6V，內阻為的電阻串聯；設燈泡電壓為U，電流為I；由閉合電路歐姆定律可知： 代入數據解得： 即在對應燈泡伏安特性曲線中作出以上對應圖象，圖象的交點為燈泡的工作點，如圖所示； 燈泡的電壓為1V，電流為0.2A，則可知燈泡的實際功率。