Question

20．某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用小灯泡上标有“3.8V 0.5A”的字样，现有电压表（0～4.5V内阻约为3kΩ）、电源、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电流表（0～0.6A内阻约为1Ω）B．电流表（0～3A内阻约为0.25Ω）
C．滑动变阻器（0～20Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω）
（1）实验中如果即满足测量要求，又要误差较小，电流表应选用A；滑动变阻器应选用C．（选填相应器材前的字母）
（2）下列给出了四个电路图，请你根据实验要求选择正确的实验电路图C．

（3）图1是实验所用器材实物图，图中已连接了部分导线，请你补充完成实物间的连线．

（4）某同学在实验中得到了几组数据，在图2所示的电流-电压（I-U）坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，根据此电流-电压图线可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大（填“增大”、“不变”或“减小”），其原因是电压升高使电流增大于是功率增大导致温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大，同时可以根据此图象确定小灯泡在电压为2V时的电阻R=5Ω．
（5）根据此电流-电压图线，若小灯泡的功率是P，通过小灯泡的电流是I，下列给出的四个图中可能正确的是D．

Answer 1

分析 ①电压表、电流表的选择原则是使指针偏转角大些好，应在三分之二左右偏转，若电路采用分压接法，则滑动变阻器选择小的，若限流接法则滑动变阻器阻值要大于待测电阻阻值；
②本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，因灯泡内阻较小，故应选用电流表外接，由此可正确画出实验原理图；
③根据小灯泡的伏安特性曲线，求出灯泡的电压、电流根据P=UI可以求出灯泡的实际功率．

解答 解：①由小灯泡标有“3.8V、0.5A”字样可知，灯泡的额定电流为0.5A；因此电流表选择A；
本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，故应选用变化范围较小的电阻，故选C．
故答案为：A；C；
（2）本实验应采用滑动变阻器的分压接法，同时，电流表应选择外接法；
故选：C；
（3）由原理图可得出对应的实物图如图所示；
（4）I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数；由图可知，灯泡电阻随电压的增大而增大；原因是因为电压增大后，发热量高，从而使灯泡的温度升高；而灯泡电阻随温度的升高而增大；
由图象可知，当电压为2V时，对应的电流为0.4A，由欧姆定律可知R=$\frac{2}{0.4}$=5Ω；
（5）根据功率公式可知P=I²R；若电阻不变，功主与R成正比；
但由于R随温度的升高而增大，故图象应为D；
故答案为：
（1）A；C（2）C；（3）见图

（4）增大；电压升高使电流增大于是功率增大导致温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大；5
（5）D

点评 本实验考查了仪器选择、电路设计、灯泡功率、滑动变阻器阻值等问题，由I-U图象找出电压对应的电流，熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键