Question

16．某研究性學習小組為探究小燈泡的伏安特性曲線，設計并完成了有關的實驗，以下是實驗中可供選用的器材．
A．待測小燈泡（額定功率6W，額定電流0.5A）
B．電流表（量程0～0.6A，內阻0.01Ω）
C．電壓表（量程0～3V，內阻約5kΩ）
D．電壓表（量程0～15V，內阻約15kΩ）
E．滑動變阻器（最大阻值50Ω）
F．滑動變阻器（最大阻值1kΩ）
G．直流電源（電動勢15V，內阻可忽略）
H．開關一個，導線若干．

實驗中調節(jié)滑動變阻器，小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內變化，從而測出小燈泡在不同電壓下的電流．
（1）請在實物圖中用筆畫線代替導線將電路圖補充完整．
（2）實驗中為較準確測量、方便調節(jié)，電壓表應選用D，滑動變阻器應選用E（填寫儀器序號）．
（3）當小燈泡兩端所加電壓為10V時，其燈絲電阻值約為25Ω（保留兩位有效數字）．
（4）如果將該小燈泡直接接到電動勢為6V、內阻為12Ω的電源兩端．此時小燈泡的電功率約為0.75W （保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）描繪燈泡電阻隨電壓的變化關系，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，根據燈泡電阻與電表內阻的關系確定電流表的接法．
（2）根據功率可求得額定電壓，則可以確定電壓表，根據滑動變阻器分壓接法可確定電流表；
（3）根據圖象可得出電壓為10V時的電流，再由歐姆定律可求得電阻值；
（4）在I-U圖象中作出電源的伏安特性曲線，則兩圖象的交點為燈泡的工作點，則可知實際功率．

解答 解：（1）小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內變化，滑動變阻器應用分壓式接法，又小燈泡電阻遠小于電壓表內阻，電流表應用外接法接法，則可明確實物圖如圖所示；

（2）根據小燈泡規(guī)格“6W，0.5A”可知，額定電壓U=$\frac{6}{0.5}$=12V．所以電壓表應選D；為方便實驗操作，滑動變阻器應選E．
（3）由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為10V時，通過燈泡的電流為0.4A，則燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{10}{0.4}$=25Ω
（4）在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，則兩圖的交點為電燈泡的工作點，則由圖可知燈泡的電壓為3.6V，電流為0.22A；則功率P=UI=3.6×0.22=0.79W；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）D，E；（3）25；（4）0.79

點評 電學實驗離不開變阻器，當要求電流和電壓從零調時變阻器應用分壓式接法；當待測電阻阻值遠小于電壓表內阻時，電流表應用外接法接法．