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    4．某研究性学习小组为了探究灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关实验，以下是实验中可供选择的器材：
    A．待测小灯泡（额定功率6W'额定电流0.5A）
    B．电流表（0～0.6A，内阻约0.1Ω）
    C．电压表（0～5V，内阻约5kΩ）
    D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
    E．滑动变阻器（0～50Ω，1.5A）
    F．滑动变阻器（0～1000Ω，0.1A）
    G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略）
    H．电键一个、导线若干．
    （1）实验中调节滑动变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．则电压表选D，滑动变阻器选E （填代号）．
    （2）请在实线方框中画出为完成上述实验而设计的电路图．
    （3）如图所示是该小组测得小灯泡的I-U图线，由图线可知，小灯泡两端的电压为6V时，其电阻值为15Ω；现有E=24V，r=16Ω的电源一个，学习小组将二个这样的相同灯泡串联接在该电源两端，则每个灯泡的实际功率约为3.8W（答案保留两位有效数字）

    分析 （1、2）描绘灯泡电阻随电压的变化关系，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法．
    （3）根据图象进行分析，根据图象的性质即可求得灯泡的实际电压和电流，从而确定实际功率．

    解答 解：（1）由I-U图象可知，灯泡两端电压最大约为13V，故电压表应选择15V量程的D；
    小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，滑动变阻器应用分压式接法，又小灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法接法，实验电路图如图所示，为方便实验操作，滑动变阻器应选E．
    （2）根据以上分析可知，本实验采用滑动变阻器分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法；故原理图如图所示；
    （3）由图示图象可知，随灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，灯泡电阻增大；
    由图示图象可知，灯泡两端电压为6V时，通过灯泡的电流为0.4A，则灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6}{0.4}$=15Ω；
    设每个灯泡的电压为U，则电源路端电压为2U，故电源的伏安曲线为2U=24-16I，在灯泡的伏安曲线中画出电源的伏安曲线（虚线所示）相交，得出交点坐标约为（8.5，0.45），故每个灯泡的实际功率P=UI=8.5×0.45=3.8W．
    故答案为：（1）D；E；（2）如图所示；（3）15；3.8．

    点评 本题考查描绘灯泡伏安特性曲线的实验，要注意明确电学实验离不开变阻器，当要求电流和电压从零调时变阻器应用分压式接法；当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应用外接法接法．

    练习册系列答案
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