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    【题目】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝＝V＝1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．

    A．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)

    B．电流表A1(量程150 mA，内阻约2 Ω)

    C．电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω)

    D．滑动变阻器R1(0～20 Ω)

    E．滑动变阻器R2(0～100 Ω)

    F．电源E(电动势4.0 V，内阻不计)

    G．开关S和导线若干

    H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)

    (1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图______，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．

    (2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    U/V

    0.20

    0.60

    1.00

    1.40

    1.80

    2.20

    2.70

    I/mA

    80

    155

    195

    227

    255

    279

    310

    请你根据实验数据在下图中作出灯泡的U－I图线_________．

    (3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.23 V，其原因是________．

    【答案】(1)电路原理图如图所示；

    A2 R1 (2)见解析图 (3)2.5(2.4～2.6)　 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)

    【解析】

    (1)由可得，所以应选电流表A2；由U-I图象可知电流从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器R1方便调节，又由于,灯泡电阻为小电阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示：

    (2)根据U-I图象读出U=2.5V，I=300mA时，P=UI=0.75W，所以该灯泡额定电压为U=2.5V（2.4～2.6均可）；这一结果大于开始时的计算结果，说明灯泡的电阻随温度的升高而增大(或灯泡的冷态电阻小于正常工作是的电阻)．

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    B. a1＜a2

    C. Ep1＞Ep2

    D. v1＜v2

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    ①所得实验数据如下表，请在下图上画出U－I图象_______.

    U/V

    1.96

    1.86

    1.80

    1.84

    1.64

    1.56

    I/A

    0.05

    0.15

    0.25

    0.35

    0.45

    0.55

    ②根据所画的U－I图象，可求得电流I＝0.20 A时电源的输出功率为_______ W．(保留两位有效数字)

    ③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按上图电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在下图所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________________．(Rx阻值未知)

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