Question

2．有一小灯泡上标有“6V　0.2A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表（量程0～3V，内阻约为2.0kΩ）
B．电压表（量程0～15V，内阻约为3.0kΩ）
C．电流表（量程0～0.6A，内阻约为2.0Ω）
D．电流表（量程0～3A，内阻约为1.5Ω）
E．滑动变阻器（30Ω，2A）
F．学生电源（直流，9V）及开关、导线等．
（1）实验中所用的电压表应选B，电流表应选C．
（2）在图1中画出实验电路图（要求电压从零开始调节）并连接实物图．

（3）某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图2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0.8 W．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压与额定电流选择电压表与电流表，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据实验器材与题目要求确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路，根据实验电路图连接实物电路图．
（3）作出电源的U-I图象，求出灯泡两端电压与电流，然后又P=UI求出灯泡实际功率．

解答 解：（1）由题意可知，灯泡的额定电压为6V，为了准确性及安全性原则，电压表应选择B；灯泡的额定电流为0.2A，故电流表应选择C；
（2）测量小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压值从零开始变化，故滑动变阻器应采有分压接法；灯泡内阻约为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6}{0.2}$=30Ω，
而电流表内阻约为2Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，故电流表应采用外接法，电路图如图所示，根据电路图连接实物电路图，如图所示：

（3）在坐标系内作出电源的U-I图象如图所示：

由图象可知两图线的交点坐标为U=2V，I=0.4A，则小灯泡的功率为P=UI=2×0.4W=0.8W
故答案为：（1）B；C；（2）如图所示；（3）0.8．

点评 本题考查了实验器材的选择、实验电路的选择、实验误差分析，要掌握实验器材的选择原则，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是正确选择实验电路的关键．