Question

5．有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线．现有下列器材供选用：
A．电流表A₁（0～0.3A，r₁=1Ω）      B．电流表A₂（0～0.6A，r₂=0.4Ω）
C．电流表A₃（0～1.0A，r₃=0.2Ω）    D．定值电阻R₁=19Ω
E．定值电阻R₂=150Ω                F．滑动变阻器（10Ω，2A）
G．滑动变阻器（500Ω，1A）         H．学生电源（直流6V），开关，导线若干
①选用下面的图A而不选用图B的电路图来完成实验，请说明理由：描绘灯泡的I-U图线所测数据从零开始，需要多取几组数据．
②由于没有电压表，可将电流表A₁和定值电阻D串联起来做为电压表，电流表应选用B，滑动变阻器应选用F（用序号字母表示）．
③闭合开关前，应将图A电路中滑动变阻器的滑片滑至左端（选填左端或右端）．
④当电流表A₁的示数为0.20A时，小灯泡达到额定电压，此时另一只电流表的读数为0.52A，测得小灯泡的额定功率为1.28W．

Answer 1

分析 ①描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，据此分析答题．
②根据灯泡额定电压与电流表规格分析答题，根据灯泡额定电压选择电压表，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
③为保护电路闭合开关前滑片应置于分压电路分压最小位置．
④求出灯泡正常发光时通过灯泡的电流，由P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：①由图示电路图可知，图A所示电路中，滑动变阻器采用分压接法，电压与电流可以从零开始变化，能测多组实验数据，
图B所示电路中，滑动变阻器采用限流接法，电压与电流不能从零开始变化，电压表与电流表示数变化范围小，实验要测多组实验数据，应选图A所示电路．
②灯泡额定电压为4V，电压表量程略大于4V即可，可以用电流表A₁和定值电阻D串联起来作为电压表，电压表量程为0.3×（1+19）=6V；
灯泡正常发光时的电流为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A，电流表应选B，为方便实验操作，滑动变阻器应选F．
③滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，应将图A电路中滑动变阻器的滑片滑至左端．
④灯泡正常发光时的电压：U=4V，通过灯泡的电流：I=0.52-0.2=0.32A，灯泡额定功率：P=UI=4×0.32=1.28W．
故答案为：①描绘灯泡的I-U图线所测数据从零开始，需要多取几组数据．②D；B；F；③左端；④1.28．

点评 滑动变阻器采用分压接法时，电压与电流可以从零开始变化，电压表与电流表变化范围较大，可以测多组实验数据，滑动变阻器采用限流接法时，电压表与电流表示数变化范围较小．