Question

某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的U-I图象，除导线和开关外还备有以下器材可供选择：
A．电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）
B．电流表（量程3.0A，内阻约为0.2Ω）
C．电压表（量程5.0V，内阻约为5kΩ）
D．电压表（量程15.0V，内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器（最大阻值为200Ω，额定电流100mA）
F．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流1.0A）
G．电源（电动势为6.0V，内阻约为1.5Ω）

（1）实验中所用的电流表应选

 

；电压表应选

 

；滑动变阻器应选

 

．（只需填器材前面的字母代号）
（2）将图甲中的实物连接成实验所需的电路（有两根导线已经接好）．实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最

 

端．（填“左”或“右”）
（3）经过正确的操作，测得的数据如下表：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8	3.2	3.6	4.0
I/A	0	0.12	0.22	0.30	0.36	0.40	0.43	0.46	0.48	0.49	0.50

请在图乙中描点画出小灯泡的U-I曲线．
（4）若某干电池的端电压U与电流I的关系如图乙中图线a所示，那么将本题中的小灯泡接在该干电池的两端时，小灯泡的实际功率是

 

W．

Answer 1

分析：（1）选择器材的原则是安全、精确，通过小灯泡的额定电压和额定电流从精确的角度选择电压表和电流表的量程，从测量误差大小的角度选择合适的滑动变阻器．
（2）通过灯泡的电阻是大电阻还是小电阻判断电流表的内接法还是外接法．电压和电流需从0开始测起，滑动变阻器采用分压式接法．闭合电键时，要让测量电路处于短路状态，使得初始状态电压和电流为零．
（3）用平滑的曲线描点作图．
（4）电源的伏安特性曲线与小灯泡伏安特性曲线两线的交点为灯泡的工作点，由图可知灯泡的电流与电压，
由P=UI可求得灯泡的实际功率．

解答：解：（1）灯泡的额定电压为4V，则电压表的量程选用5.0V的，灯泡的额定电流：
I=

P

U

=

2

4

=0.5A，则电流表量程选用0.6A的，
最大阻值200Ω的滑动变阻器接入电路时，使得电路中的电流太小，测量误差较大，所以选用最大阻值为10Ω的滑动变阻器．故选A、C、F．
（2）灯泡正常工作时的电阻R=

U2

P

=

16

2

=8Ω，远小于电压表内阻，属于小电阻，所以电流表采用外接法，电压和电流需从0开始测起，所以滑动变阻器需采用分压式接法．实物连线图如图甲所示，实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最左端，保护测量电路部分．
（3）用平滑的曲线描点作图，如图乙中b线．
（4）电源的伏安特性曲线与小灯泡伏安特性曲线两线的交点为灯泡的工作点，由图可知灯泡的电流为0.4A，灯泡的电压为2.0V，则P=UI=0.4A×2.0V=0.8W．
故答案为：（1）A、C、F；
（2）实物图如图甲；左；
（3）U-I图线如图乙中b；
（4）0.8W．

点评：解决本题的关键掌握器材选取的原则，掌握滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，以及电流表内外接的区别．