Question

高2017级10班物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U== V=1.22V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U﹣I图线，进而分析灯泡的额定电压．

A．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）

B．电流表A₁（量程150mA，内阻约2Ω）

C．电流表A₂（量程500mA，内阻约0.6Ω）

D．滑动变阻器R₁（0～20Ω）

E．滑动变阻器R₂（0～100Ω）

F．电源E（电动势4.0V，内阻不计）

G．开关S和导线若干

H．待测灯泡L（额定功率0.75W，额定电压未知）

（1）在如图1所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择      （填“A₁”或“A₂”）；滑动变阻器选择      （填“R₁”或“R₂”）．

（2）在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中．

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.70
I/mA	80	155	195	227	255	279	310

请你根据实验数据在图2中作出灯泡的U﹣I图线．

（3）由图象得出该灯泡的额定电压应为      V；这一结果大于1.23V，其原因是      ．

Answer

（1）电路原理图如图所示；A2；R1

（2）如图所示；

（3）2.5；灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或灯泡电阻随温度升高而变大）

【解析】【解析】
（1）根据P=I2R，估算灯泡的电流大约是600 mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的U﹣I图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；电路图如图所示；

（2）根据表中数据得出对应的伏安特性曲线，如图所示

（3）灯泡额定功率为0.75W，则由P=UI=0.75W，再结合图象可知在到额定功率时，电压为U额=2.5 V；大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．

故答案为：（1）电路原理图如图所示；A2；R1

（2）如图所示；

（3）2.5；灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或灯泡电阻随温度升高而变大）

【点评】本题考查测量灯泡的伏安特性曲线的原理；要掌握实验器材的选取原则，熟记电流表内接法与外接法的选择方法，以及滑动变阻器分压式接法的条件即选择原则．