Question

为描绘小灯泡L（2.5V，1.0W）的伏安特性曲线，小张同学根据如下可供选择的器材设计了如图1所示的电路（电路还没有完全接好）．
A．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω）B．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）C．滑动变阻器（200Ω，0.3A）
D．滑动变阻器（5Ω，2A）E．电池组（电动势约3V，内阻未知）F．开关，带夹子的导线若干G．待测小灯泡

（1）实验中滑动变阻器应选择

 

（填“C”或“D”），请以笔代线将尚未连接好的电压表连入电路中；
（2）该同学在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处：
Ⅰ．

 

；Ⅱ．

 

．
改正上述2个不当之处后，他在测量中发现，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的示数均不能取到较小值，其原因是导线

 

（填图1中导线代号）没有连接好．
（3）该同学完善电路后，测得小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．若将该小灯泡与阻值为5.0Ω的定值电阻串联后接在电动势为3.0V、内阻为6.0Ω的电源上，则该小灯泡的实际功率为

 

W．

Answer 1

分析：（1）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）连接电路时，应断开开关，滑动变阻器采用分压接法时，滑片应置于分压电路分压为零的位置．滑动变阻器采用分压接法时，电压与电流可以从零开始变化，如果滑动变阻器采用限流接法，电压与电流不能从零开始变化．
（3）电源与定值电阻整体组成一个等效电源，在图象中作出电源的I-U图象，由图象找出电路电流与灯泡电压，然后由P=UI求出灯泡功率．

解答：解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的D．
灯泡正常发光时的电阻R=

U2

P

=6.25Ω，即小灯泡的电阻远小于电压表内阻，接近电流表内阻，
所以电流表应采用外接法，电路图如图所示．

（2）由电路图可知，在连接电路时，开关S不应闭合；
滑片没有移到分压电路分压为零的位置即滑片P没有置于b端．
实验时，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的示数均不能取到较小值，滑动变阻器被接成了限流接法，由电路图可知，导线③没有接好．
（3）电源与5.0Ω的定值电阻串联组成等效电源，U=E-I（R+r）=3-（5+6）I=3-11I；
在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I图象，

两图象的交点坐标值为，U=0.65V，I=0.22A，灯泡功率P=UI=0.65V×0.22A≈0.14W．
故答案为：（1）D，如图；
（2）Ⅰ．开关S不应闭合；Ⅱ．滑动变阻器滑片P应置于b端．  ③；
（3）0.14 W．

点评：滑动变阻器采用分压接法时，电压与电流可以从零开始变化，滑动变阻器采用限流接法时，电压与电流不能从零开始变化．
求灯泡实际功率时，需要在U-I图象中再画出表示电源的U-I图象，根据交点坐标来求功率．