Question

10．某同學(xué)想描繪一只標(biāo)稱為“2.5V，1.5W”的小燈泡的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：
A．電流表A₁（量程3.0A，內(nèi)阻約0.2Ω）
B．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
C．電壓表V₁（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．電壓表V₂（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為5Ω，最大允許電流為2A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為500Ω，最大允許電流為0.5A）
G．電源E（電動(dòng)勢3V，內(nèi)阻為0.25Ω）
H．電鍵、導(dǎo)線若干

（1）為了更好地完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇的器材為：電流表B，電壓表C，滑動(dòng)變阻器E；（選填器材前面的字母）
（2）請你在圖1的方框中作出實(shí)驗(yàn)原理圖；
（3）正確連接電路后，該同學(xué)測出如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請你在圖2坐標(biāo)紙上描出該燈泡的伏安特性曲線；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
電壓U/V	0	0.20	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40
電流I/A	0	0.11	0.21	0.33	0.40	0.45	0.48	0.52

（4）該同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)后，又將本實(shí)驗(yàn)所用器材按圖3所示連接，閉合開關(guān)后將滑動(dòng)變阻器滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)現(xiàn)小燈泡先變暗后變亮，則小燈泡最暗時(shí)的功率約為1.1W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 伏安法測電阻時(shí)，當(dāng)滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時(shí)，電流表應(yīng)采用外接法；當(dāng)要求電流從零調(diào)時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法；題（3）的關(guān)鍵是描點(diǎn)時(shí)要細(xì)心；題（4）的關(guān)鍵是明確當(dāng)滑片滑到中間位置時(shí)，小燈泡最暗，可把變阻器與電池看做一“等效電源”，在U-I圖象中作出表示電源的U-I圖象，然后求出兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即可．

解答 解：（1）：對小燈泡，由P=UI可得，I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{2.5}$A=0.6A，所以，電流表應(yīng)選B；
由于小燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表應(yīng)選C；
由于測定小燈泡的伏安特性曲線要求電流或電壓從零調(diào)，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選全電阻小的變阻器E；  
（2）：由于滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，所以電流表應(yīng)用外接法；又變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如下圖所示：

（3）：畫出的伏安特性曲線如下圖所示：

（4）由電路可知，當(dāng)滑片滑至中間位置時(shí)，小燈泡最暗，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的有效電阻最大為：${\;R}_{m}^{\;}$=$\frac{2.5}{2}$=1.25Ω，把變阻器看做電源的內(nèi)阻，則等效電源的內(nèi)阻為${r}_{\;}^{′}$=r+${R}_{m}^{\;}$=0.25+1.25=1.5Ω；
在U-I圖象中作出表示電源的U-I圖象如圖所示，讀出兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為：I=0.5A，U=2.2V，
所以，小燈泡的實(shí)際功率為：P=UI=2.2×0.5W=1.1W

故答案為：
（1）B，C，E；（2）如圖；（3）如圖；（4）1.1（3）如右圖

點(diǎn)評 遇到電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題，要注意當(dāng)滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，否則應(yīng)用內(nèi)接法；當(dāng)要求電流從零調(diào)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻阻值時(shí)，變阻器應(yīng)用分壓式接法．