Question

4．某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
A．小灯泡L，规格“2.0V，约几Ω”；
B．电压表V₁，量程300mV，内阻300Ω；
C．电压表V₂，量程6V，内阻约为6kΩ；
D．电流表A₁，量程0.6A，内阻约为0.1Ω；
E．电流表A₂，量程300mA，内阻1Ω；
F．滑动变阻器R₁，最大阻值200Ω；
G．滑动变阻器R₂，最大阻值10Ω；
H．定值电阻R₀，阻值2700Ω；
I．电动势4.5V直流电源一只，开关一个，导线若干．
（1）实验中电压应选V₁，电流表应选A₁，滑动变阻器应选R₂；（填定器材代号）
（2）请在图甲中补全该实验的电路图．
（3）图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于B（选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）．
（4）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0.8W．（结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）明确给出的灯泡额定值进行分析，根据安全和准确性原则选择电表；根据滑动变阻器接法确定所选择的滑动变阻器；
（2）明确滑动变阻器采用分压接法；同时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．
（3）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；
（4）从伏安特性图线中找出电压为2.0V时的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率．

解答 解：（1）灯泡额定电压为2.0V，故电压表只能选择V₁与定值电阻R₀串联使用；由乙图可知，实验中电流最大约为0.5A，故电流表应选择A₁；实验中采用滑动变阻器分压接法，因此应采用总阻值较小的R₂；
（2）由以上分析可知，本实验采用滑动变阻器分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应采用相对电源的电流表外接法，同时电压表为V₁与R₀串联，故原理图如图所示；
（3）由给出的图可知，分压电路只能与滑动变阻器右侧并联，故为了让测量电路部分电压由零开始调节，滑动变阻器开始位置应在B端；
（4）由图可知，当灯泡电压为2V时，电流为0.4A，则灯泡功率P=UI=2×0.4=0.8W；
故答案为：（1）V₁；A₁；R₂；（2）如图所示；（3）B；（4）0.8．

点评 本题考查测量灯泡伏安特性曲线的实验数据处理以及实验注意事项，解决本题的关键掌握电流表内外接选择的方法，明确根据图象确定额定功率的基本方法．