Question

某同学要研究一个小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡的额定电压约为4.0 V、额定功率约为2.0 W，他根据实验室提供的实验器材设计电路，并连接了部分电路（如图所示），提供的实验器材如下：

A．电压表（0~5 V，内阻10 kΩ）B．电压表（0~10 V，内阻20 kΩ）

C．电流表（0~0.3 A，内阻1 Ω）D．电流表（0~0.6 A，内阻0.4 Ω）

E．滑动变阻器（5 Ω，1 A）F．滑动变阻器（500 Ω，0.2 A）

（1）实验中电压表应选用________，电流表应选用______，滑动变阻器应选用__________（用序号字母表示）。

（2）请将上述电路连接完整________。

（3）实验结束后，根据所得的数据描绘出了小灯泡的I–U图象如图所示，由图象分析可知，当小灯泡的电阻为6 Ω时，小灯泡的实际功率为________W（保留两位有效数字）；若将此小灯泡直接接在一个电动势为3.0 V，内阻为6 Ω的电源两端，则这个小灯泡的实际功率为________W（保留三位有效数字）。

Answer

A D E 0.96 0.353

【解析】

【解析】
(1)由于要描绘小灯泡的伏安特性曲线，即需要测量多组数据，所以滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器选电阻小的E；由于小灯泡的额定电压为4.0 V，因此电压表选量程为5 V的A，小灯泡的额定电流，因此电流表选量程为0.6 A的D；

(2)由(1)分析知，控制电路要用分压接法、测量电路用外接，实物图连接如图；

(3)由于伏安特性曲线的割线的斜率倒数为电阻，因此作出斜率倒数为6 Ω的图线（如图所示），与小灯泡的I–U图线的交点为电流0.4 A，电压2.4 V，因此小灯泡的实际功率；

电源短路时的电流为，作出电源的伏安特性曲线如图所示，由图可知，此时小灯泡两端的电压为1.12 V，电流为0.315 A，灯泡的功率为。