Question

某研究小组研究《小灯泡电阻随温度变化的规律》，实验中需要描绘小灯泡（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A）的伏安特性曲线，给定的实验器材如下：（本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压）
直流电源的电动势为4V，内阻不计
电压表V（量程4V，内阻约为5kΩ）、
电流表A₁（量程0.6A，内阻约为4Ω）、
电流表A₂（量程3A，内阻约为1Ω）、滑动变阻器R₁（0到1000Ω，0.5A）
滑动变阻器R₂（0到10Ω，2A）   热敏温度计、开关、导线若干．

①若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，以下说法正确的是______
A．小灯泡将发光    B．小灯泡将不亮
C．电压表会烧坏    D．电流表将会烧坏
②下列关于该实验的说法，正确的是______
A．实验电路应选择图乙中的电路图（a）
B．电流表应选用A₂
C．滑动变阻器应该选用R₂
D．若采用如图乙（a）所示电路图，实验前，滑动变阻器的滑片应置于最右端
③该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤，描出的伏安特性曲线如图丙所示，并观察到随电压增大，小灯泡温度升高；从图中可知小灯泡的阻值在电压2.0～3.8V的范围内随小灯泡两端的电压的增大而______（填“增大”、“减小”、或“不变”），其原因是______．
④若该小灯泡与阻值为R=10Ω的定值电阻串联后，直接与实验中所用电源相连接，那么小灯泡两端电压为______V，此时小灯泡的实际功率为______W（计算结果取2位有效数字）．

Answer 1

【答案】分析：①因电压表内阻很大，通过电压表的电流非常小，通过小灯泡电流非常小故小灯泡不发光，V表和A表不会烧坏
②根据实验要求选择合适的电路图，选择仪器是按方便，安全的原则选取．
③从伏安特性曲线上可以分析电压与电阻之间的关系．
④利用等效电源法，作出电源的特性曲线，找交点，即可确定灯泡两端的电压和流经电流，根据P=UI可计算出实际功率．
解答：解：①、若将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，因电压表内阻很大，通过电压表的电流非常小，通过小灯泡电流非常小故小灯泡不发光，A错误B正确，V表和A表不会被烧坏，CD错误，故选B．
②A、从图象知电压从零计故滑动变阻器应用分压式接法，实验电路应选择图乙中的电路图（a）故A正确；
B、因小灯泡额定电流为0.32A，用电流表A₂量程太大，应用A₁，故B错误；
C、因滑动变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器R₂，故C正确；
D、若采用如图乙（b）所示电路图，实验前滑动变阻器的滑片应置于最左端而不是右端，最右端时变阻器有效电阻是零，导致通过电路的电流太大而烧坏电流表，
本题应选AC．
③、由图象可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而增大，原因是温度升高电阻丝的电阻率增大造成的；
④把阻值为R=10Ω的定值电阻等效为电源内阻r=R=10Ω，在I-U图象中作出该电源的特性曲线，如图所示

图象交点即为灯泡两端的电压U=1.7V，I=0.23A
由P=UI得，灯泡的实际功率为P=1.7×0.23W=0.39W
故答案为①B，②AC，③增大，温度升高导致电阻丝电阻率增大，使电阻值增大 ④1.7V，0.39W
点评：测小灯泡伏安特性曲线实验要求滑动变阻器用分压式接法，电流表用外接法，分压式时变阻器要选阻值小的，要熟记．