Question

6．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6V　3W”，其他可供选择的器材有：
A．电压表V₁（量程6V，内阻20kΩ）
B．电压表V₂（量程20V，内阻60kΩ）
C．电流表A₁（量程3A，内阻0.2Ω）
D．电流表A₂（量程0.6A，内阻1Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～1000Ω，0.5A）
F．滑动变阻器R₂（0～20Ω，2A）
G．学生电源E（6V～8V）
H．开关S及导线若干
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U-I关系曲线如图甲所示．
（1）实验中电压表应选用A，电流表应选用D，滑动变阻器应选用F；
（2）在虚线框乙中画出实验所用的电路图；
（3）若此时小灯泡两侧电压为6.0V，则保持一分钟后小灯泡消耗电能为180J．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据题目要求确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路图．
（3）由U-I图可明确电压为6V时的电流，再由电功公式W=UIt即可求得一分钟消耗的电能．

解答 解：（1）灯泡额定电压为6V，电压表选择A；由图甲所示图象可知，最大电流为0.5A，电流表选择D；为方便实验操作，滑动变阻器应选择F．
（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻约为R=$\frac{6}{0.5}$=12Ω，电流表内阻为1Ω，电压表内阻为20kΩ，相对来说电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示．

（3）由图可知，当电压为6.0V 时，电流为0.5A，则1分钟内消耗的电能为W=UIt=6×0.5×60=180J；
故答案为：（1）A；D；F；（2）如图所示；（3）180．

点评 本题考查了实验器材的选择、作实验电路图、求灯泡电能等；要注意当电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器应采用分压接法，同时注意伏安特性曲线的应用方法．