Question

18．某学习小组为测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，他们在实验室找到了下列实验器材：
A．电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；
B．电流表（量程为0-250mA，内阻约5Ω）；
C．电流表（量程为0-0.6A，内阻约为0.5Ω）；
D．电压表（量程为0-3V，电阻约为3kΩ）；
E．滑动变阻器（最大阻值为20Ω，额定电流1A）；
F．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）；
G．电键一个、导线若干．
（1）实验中所用的电流表应选B，滑动变阻器应选E（填字母代号）．
（2）请在试卷答题卡的方框中画出方便操作、利于实验且尽可能精确的实验电路图．
（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示，如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是0.12W．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据滑动变阻器分压及限流接法的不同作用，结合题意选择滑动变阻器的接法；由电流表、电压表与灯泡内阻间的大小关系确定电流表的接法，然后作出电路图．
（3）画出电源的U-I曲线，与小灯泡伏安曲线的交点对应的电压和电流即为此时小灯泡的实际电压与电流，根据P=UI即可求得实际功率．

解答 解：（1）灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.6W}{3V}$=0.2A=200mA，电流表应选B；
变阻器用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器选：E．
（2）灯泡内阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.2A}$=20Ω，电压表内约为3kΩ，电流表内阻约为5Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，因此电流表应采用外接法；描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：

（3）在灯泡I-U图象坐标系内作出电源的I-U图象如图所示：

两图象交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流，所以小灯泡两端电压为1.1V，电流I=O.105A，
所以实际功率为P=UI=1.1×0.105≈0.12W
故答案为：（1）B；E；（2）如图所示；（3）0.12．

点评 本题考查实验中的仪表选择及接法的选择；应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用，同时还应明确内外接法的不同及判断．