Question

某同学想通过“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的方法来测量一小灯泡的额定功率．所用器材如下：
ⅰ．待测小灯泡一只：额定电压为2.5V，电阻约为几欧
ⅱ．电压表一只：量程为3V，内阻约为3kΩ
ⅲ．电流表一只：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω
ⅳ．滑动变阻器一只，干电池两节，开关一个，导线若干

（1）请在图甲中补全测量小灯泡额定功率的电路图．
（2）图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于______（选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）；
（3）该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；若将小灯泡直接与电动势E=3.0V，内阻r=7.5Ω的电源相连，小灯泡的功率为______W．（结果均保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】分析：（1）通过灯泡的电阻与电流表、电压表内阻比较，分析其是大电阻还是小电阻，确定电流表的内外接．
（2）滑动变阻器运用分压式接法，电键闭合前，使得测量电路部分处于短路，起保护作用．
（3）从伏安特性图线中找出电压为2.5V时的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率．作出电动势E=3.0V，内阻r=7.5Ω的电源的I-U图线，与伏安特性图线的交点横纵坐标表示此时的电流和电压大小，从而根据P=UI求出实际功率
解答：解：（1）灯泡的电阻约为几欧，远小于电压表的内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．电路图如图所示．
（2）图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于B端，使得闭合电键后，测量电路部分处于短路状态，电压表、电流表示数为0，起保护作用．
（3）当U=2.5V时，电流I=0.44A，所以额定功率P=UI=2.5×0.44W=1.1W．
作出电动势E=3.0V，内阻r=7.5Ω的电源的I-U图线，如图，交点对应的电压和电流分别为：1.0V、0.28A，所以实际功率P=UI=0.28W．
故答案为：（1）如图所示
（2）B端
（3）1.1，0.26，（0.22～0.30之间均正确）．


点评：解决本题的关键掌握电流表内外接选择的方法，难点是与电源连接求实际功率，因为灯泡的电阻是随U的变化而变化的，所以必须用图象的方法来解决．