Question

17．某課外學(xué)習(xí)小組想描繪標有“4V、2W”的小燈泡的U-I圖象，除導(dǎo)線和開關(guān)外還備有以下器材可供選擇：
A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
B．電流表（量程3.0A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
C．電壓表（量程5.0V，內(nèi)阻約為5Ω）
D．電壓表（量程15.0V，內(nèi)阻約為15kΩ）
E．滑動變阻器（最大阻值為200Ω，額定電流100mA）
P．滑動變阻器（最大阻值為10Ω，額定電流1.0A）
G．電源（電動勢為6.0V，內(nèi)阻約為1.5Ω）

（1）實驗中所用的電流表應(yīng)選A；電壓表選C；滑動變阻器應(yīng)選F．（只需填器材前面的字母代號）
（2）將圖（甲）中的實物連接成實驗所需的電路（有兩根導(dǎo)線已經(jīng)接好）．
（3）經(jīng)過正確的操作，測得的數(shù)據(jù)如表：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
U/v	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8	3.2	3.6	4.0
I/A	0	0.12	0.22	0.30	0.36	0.40	0.43	0.46	0.48	0.49	0.50

請在圖（乙）中描點畫出小燈泡的U-I曲線．當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時，小燈泡的功率為0.25W．

Answer 1

分析 （1）選擇器材的原則是安全、精確，通過小燈泡的額定電壓和額定電流從精確的角度選擇電壓表和電流表的量程，從測量誤差大小的角度選擇合適的滑動變阻器．
（2）通過燈泡的電阻是大電阻還是小電阻判斷電流表的內(nèi)接法還是外接法．電壓和電流需從0開始測起，滑動變阻器采用分壓式接法．閉合電鍵時，要讓測量電路處于短路狀態(tài)，使得初始狀態(tài)電壓和電流為零．
（3）用平滑的曲線描點作圖．根據(jù)圖象求得對應(yīng)的電壓，由P=UI可求得功率．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為4V，則電壓表的量程選用5.0V的，燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}=\frac{2}{4}A=0.5A$，則電流表量程選用0.6A的，最大阻值200Ω的滑動變阻器接入電路時，使得電路中的電流太小，測量誤差較大，所以選用最大阻值為10Ω的滑動變阻器．故選A、C、F．
（2）燈泡正常工作時的電阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}=\frac{16}{2}Ω=8Ω$，遠小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，所以電流表采用外接法，電壓和電流需從0開始測起，所以滑動變阻器需采用分壓式接法．實物連線圖如下圖，實驗開始時，滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于最左端，保護測量電路部分．
（3）用平滑的曲線描點作圖，如下圖．由圖可知，當(dāng)電流為0.25A時，電壓為1V，則功率P=UI=1×0.25=0.25W；
故答案為：（1）A C F
（2）實物圖如下圖所示

（3）U-I圖線如下圖中b所示；0.25．

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