Question

15．有一个小灯泡上标有“4V、2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的U-I图线现有下列器材供选用：

A．电压表（0～5V，内阻约10kΩ）
B．电压表（0～15V，内阻20kΩ）
C．电流表（0～0.6A，内阻0.4Ω）
D．滑动变阻器（0～10Ω，额定电流2A）
E．滑动变阻器（0～500Ω，额定电流1A）
F．学生电源（直流6V），开关，导线若干
（1）实验中，所用电路应选甲（填甲或乙），所用电压表应选A，滑动变阻器应选用D；（用序号字母表示）
（2）把图丙中所示的实验器材按题目要求用实线补充连接成实物电路图．
（3）某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图丁所示），若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是0.80W；（保留两位有效数字）
（4）某兴趣小组想用多用电表来粗测小灯泡的电阻，测量过程表笔的位置如图所示，其测量方法正确的是D．

Answer 1

分析 （1）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．仪表的选择应本着安全准确的原则；电压表要测量灯泡两端的电压，故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表；由流过灯泡的电流判断需要的电流表；由题意判断需要的滑动变阻器．
（2）对照电路图连接实物图，注意电流从电流表电压表正接线柱流入；
（3）作出电源的伏安特性曲线如图所示，两图的交点为灯泡的工作点，则可求出功率；
（4）明确多用电表的使用方法，知道如何正确测量灯泡内阻．

解答 解：（1）在用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线的实验中，电压要从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，所以电路图选用图甲．
因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～5V的电压表，故选A；
而由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选：D
（2）对照电路图连接实物图，注意电流从电流表电压表正接线柱流入，如图：
（3）作出电源的伏安特性曲线如图所示，两图的交点为灯泡的工作点，则可知，灯泡的电压为1.8V，电流为0.38A，则功率P=UI=1.9×0.42=0.80W；
（4）灯泡内阻是接在中间及边缘金属壳处，故要想正确测量应让两表笔分别接中间及边缘金属处即可；同时注意手不能接触金属杆；故只有D正确；
故答案为：（1）甲；A；D；（2）如图所示；（3）0.80；（4）D．

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．同时明确灯泡伏安特性曲线的正确应用和多用电表的使用方法．