Question

4．有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）           
B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）
C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）          
D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）
①该实验采用电流表外接法 （外接法或内接法），滑动变阻器采用分压式（分压式或限流式）的连接方法，电压表应选用A，电流表应选用D．滑动变阻器应选用E．（用序号字母表示）
②通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的功率为0.78W．（结果保留3位小数）

③若将此灯泡与电动势为6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为11.4Ω的电阻．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压选择电压表，根据灯泡正常发光时的电流选择电流表，为方便实验操作，在保证安全的前提下，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）由图2所示图象求出灯泡额定电压对应的电流，然后由欧姆定律求出灯泡电阻．
（3）由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压，然后由欧姆定律求出串联电阻的阻值．

解答 解：（1）灯泡额定电压是2.8V，则电压表应选A；灯泡正常发光时的电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.8}{2.8}$≈0.29A，电流表应选D；
由图可知，电流从零开始调节；故滑动变阻器采用分压接法；为方便实验操作滑动变阻器应选E．因灯泡内阻较小；故电流表应选择电流表外接法；
（2）由图2所示图象可知，灯泡额定电压2.8V对应的电流为0.28A，灯泡正常发光时的功率P=UI=2.8×0.28=0.78W；
（3）灯泡正常发光时，串联电阻两端电压U_R=U-U_L=6V-2.8V=3.2V，串联电阻阻值R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{3.2V}{0.28A}$≈11.4Ω；
故答案为：（1）外接法；分压式；A；D；E；（2）0.78W；（3）11.4．

点评 本题考查了实验器材的选择、求灯泡电阻、串联电阻的阻值，要掌握实验器材的选择原则与方法；由图象求出灯泡电压对应的电流是正确求出灯泡电阻、串联电阻的关键．