Question

1．小明同学为描绘小灯泡的伏安特性曲线，准备了如下器材：
A．电压表V（量程0～3V，内阻约2Ω）
B．电流表A（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）
C．滑动变阻器R₀（全阻值5Ω，额定电流2A）
D．电池组E （电动势4.5V，内阻r=1.0Ω）
E．小灯泡（3V，1.0W）
F．开关S，导线若干
（1）根据所提供的实验器材，在答题纸的虚线框内画出实验原理图；
（2）按照原理图在实物图上连成测量电路；
（3）实验中描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，若将小灯泡与定值电阻R₁（阻值为R₁=15Ω）并联后再与定值电阻R₂（阻值为R₂=14Ω）串联后直接接到电池组E两端，则小灯泡实际消耗的功率为P=0.15W．（结果小数点后保留两位）

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，从而确定滑动变阻器接法以及电流表的接法；
（2）根据原理图可连接实物图；
（3）根据对应的电路进行分析，根据闭合电路欧姆定律列式进行分析，在I-U图象中作出对应的I-U图象，从而确定灯泡的工作点，由P=UI即可求得对应的功率．

解答 解：（1）电流表采用外接法；同时要求电压变化从零开始，故滑动变阻器采用分压式接法，同时因灯泡内阻较小，故电流表应采用电流表外接法；故电路图如图甲所示
（2）根据原理图即可得出实物连线如图乙所示．
（3）设小灯泡两端的电压为U，流过的电流为I，则由闭合电路欧姆定律得E=U+（I+$\frac{U}{{R}_{1}}$）（r+R₂），整理并代入数值得U=2.25-7.5I或I=0.30-$\frac{2}{15}U$，I-U图线如图丙所示，交点即为工作点，由图可知，电压U=0.9V，电流I=0.19A，代入数据得：P=0.8×0.19=0.15W（在0.13～0.17之间均给分）．
故答案为：（1）如图甲所示；（2）如图乙所示；（3）0.15．

点评 本题考查描绘灯泡伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理，知道实验中图象的正确应用，能根据图象分析灯泡的工作点是解题的关键．