Question

16．描绘标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线．要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，且便于操作．已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；
电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；
电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；
电键一个，导线若干．
（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的A（填字母代号）．
A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
（2）先用多用电表粗测小灯泡电阻，若用“×1”挡测量电阻，多用电表表盘如图1所示，则读数为8.0Ω．
（3）该实验的电路图应选用图2中的C．（填字母代号）

（4）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图3所示．如果将这个小灯泡接到电动势为2.0V，内阻为10Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是0.1W．

Answer 1

分析 （1）为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
（2）欧姆表的电阻等于指针的读数与档位的乘积；
（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择电路图；
（4）在I-U图象中做出等效电源的伏安特性曲线，两图象的交点为灯泡的实际工作点，由图读出电流值和电压值则可求得功率．

解答 解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择小电阻A；
（2）欧姆表读数为：8×1=8.0Ω；
（3）灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，滑动变阻器应采用分压接法，
灯泡正常发光时的电阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{3}^{2}}{0.6}$=15Ω，电流表内阻约为5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，应选图C所示电路；
（4）在对应的I-U图象中作出电源的伏安特性曲线如图所示，两图的交点表示灯泡的工作点，则由图可知，电压U=1.0V，电流I=0.1A，则功率P=UI=1.0×0.1=0.1W．
故答案为：（1）A；（2）8.0；（3）C；（4）0.1．

点评 要熟记电学实验基本要求：伏安法测电阻时注意电流表内外接法的选择方法，当待测电阻值远小于电压表内阻时，电流表用外接法；当待测电阻值远大于电流表内阻时，电流表用内接法．在要求电流或电压值从零调时，滑动变阻器应用分压式，此时应选阻值小的变阻器．