Question

13．某中學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組、通過實驗研究小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而變化的問題．實驗室提供的器材有：
待測小燈泡L（標(biāo)有2.5V字樣）；
電壓表V1 （0〜3V，3kΩ）；
電壓表 V2 （0〜15V，12kΩ）；
電流表 A1 （ 0-0.6A；0.1Ω ）；
電海表 A2 （ 0〜3A，0.05Ω ）； 
電池組E（E=4.5V，r=8Ω）；
滑動變阻器R1，（0〜200Ω）；
滑動變阻器R2（0〜10Ω），
開關(guān)S；導(dǎo)線若干、學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，根據(jù)側(cè)得的數(shù)據(jù)作出了小燈泡的U-I圖象如圖2所示利用該圖象解答以下問題：
①請在如圖1虛線框內(nèi)畫出測量電路圖（在圖中明確標(biāo)出選用的各元件的符號）；
②小燈泡在1.5V電壓下的電阻是：3.3Ω，實際功率是0.69 W（結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）
③將該小燈泡用導(dǎo)線直接接在一節(jié)電動勢E=1.5V、內(nèi)阻r=2.5Ω的干電池上，則小燈泡消耗的電功率是0.23W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①根據(jù)實驗要求可以確定滑動變阻器的分壓接法，由電阻關(guān)系可得出電流表的接法；
②由圖示圖象求出1.5V對應(yīng)的電流，然后又歐姆定律求出電阻，由P=UI求出電功率；
③在坐標(biāo)軸作出電源的伏安特性曲線，兩線的交點為為泡的工作點，由圖可知燈泡的電流，由P=UI可求得燈泡的實際功率．

解答 解：①由于電壓電流需從零開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法，正常工作時燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采用外接法，電路圖如圖所示：

②由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓1.5V對應(yīng)的電流為0.46A，燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5}{0.46}$≈3.3Ω，燈泡實際功率：P=UI=1.5×0.46=0.69W；
③電源的電動勢是1.5V，內(nèi)阻是2.5Ω，則短路電流：${I}_{短}=\frac{E}{r}=\frac{1.5}{2.5}=0.6$A，根據(jù)電源的電動勢的短路電流，作出電源的U-I圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為0.7V，通過燈泡的電流為0.33A，
燈泡消耗的功率為：P=UI=0.7×0.33≈0.23W；
故答案為：①電路圖如圖所示；②3.3；0.69；③0.23．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握器材選取的原則，以及知道滑動變阻器分壓式和限流式接法的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別．