Question

【题目】要描绘一个标有“2.5V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，除电池组(电动势4V，内阻约2Ω)、小灯泡、导线、电键外，实验室还准备有如下器材：

A.电压表(量程为0~3V，内阻约3kΩ)

B.电压表(量程为0~15V，内阻约15kΩ)

C.电流表(量程为0~0.6A，内阻约0.5Ω)

D.电流表(量程为0~50mA，内阻为8Ω)

E.定值电阻2Ω

F.定值电阻18Ω

G.滑动变阻器(最大阻值5Ω，额定电流1A)

H.滑动变阻器(最大阻值2000Ω，额定电流0.6A)

(1)上述A~H所给器材中，所需要的器材有___________。

(2)为了精确描绘出小灯泡的伏安特性曲线，请将你设计的电路图画在如图1所示方框内______。

(3)实验过程中，电压表读数用U表示，电流表读数用I表示，电压表内阻用RV表示，电流表内阻用RA表示，定值电阻用R表示，则小灯泡的电阻值应该用___________表示。

(4)如图2所示为某灯泡的U-I曲线，现将两个这样的灯泡串联后接到E=4V，r=4Ω的电池组两端，闭合开关后，每个小灯泡消耗的功率是___________W(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】（1）ADEG （2）见解析图； （3） （4）0.34（0.32-0.35均可）

【解析】

（1，2）根据实验原理选择实验仪器设计电路图；（3）结合电路图以及欧姆定律求解待测电阻的表达式；（4）将两个这样的灯泡串联后接到E=4V，r=4Ω的电池组两端；设每个灯泡两端电压为U，电流为I，找到U-I函数关系，将图像画在灯泡的U-I图像上，交点为电路的工作点，从而求解电功率.

（1）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择A；灯泡的额定电流为，若用C量程过大，而用D量程过小，故可用D与定值电阻E并联，这样相当改装成了一个量程为的电流表；滑动变阻器选择阻值较小的G接成分压电路；故选ADEG；

（2）电路图如图；

（3）根据电路的结构以及欧姆定律可知：，解得；

（4）将两个这样的灯泡串联后接到E=4V，r=4Ω的电池组两端；设每个灯泡两端电压为U，电流为I，则E=2U+Ir，即U=2-2I，将此关系画在灯泡的U-I图像上，如图，交点坐标为U=1.60V，I=0.22A，则P=IU=0.35W；