Question

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V，2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A．直流电源（电动势约为5 V，内阻可不计）

B．直流电流表A（量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω）

C．直流电压表V₁（量程0～3 V，内阻约为15 kΩ）

D．直流电压表V₂（量程0～6 V，内阻约为30 kΩ）

E．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A）

F．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A）

G．定值电阻R₀＝8 Ω

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。

(1)实验中应选用的器材有_____________（均用序号字母表示）。

(2)在虚线框中画出实验原理电路图；（______）

(3)某次实验测得两表的读数如图所示，则此时小灯泡的电阻是________Ω。（结果保留两位有效数字）

(4)另一实验小组选用另外的器材，通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝4 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω的电路中，此时小灯泡的实际功率为________W。（结果保留两位有效数字）

Answer

ACDEG 见解析 18 0.34

【解析】

(1)[1]伏安法描绘小灯泡的特性曲线，首先需要电源供电；电压表测小灯泡的电压，又额定电压为5V，故电压表选择D；需电流表测量流经小灯泡电流，又小灯泡的额定电流为：

电流表B量程太大，测量误差太大，故应用电压表C和定值电阻充当电流表；还需要调节电路的滑动变阻器，为了方便操作，且小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应选阻值较小的E；

故所需实验器材为：ACDEG；

(2)[2]要求小灯泡两端的电压从零开始变化，故滑动变阻器采用分压接法；由于小灯泡的额定电阻为：

和定值电阻阻值差不多，故电压表和定值电阻充当电流表，应外接，故设计实验电路图如图所示：

(3)[3]两电压表示数为2.20V；5.0V；则小灯泡的电阻为：

(4)[4]把定值电阻等效到电源到电源内部，则等效电源电动势为4V，内阻为10Ω，根据闭合电路欧姆定律则有：

在图中画出等效电源特性曲线，如图所示：

由图可知，灯泡两端电压为，电流为，则灯泡的功率为：