Question

4．要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：
直流电源（电压为4V）；                电流表（量程为0-0.6A．内阻约0.5Ω）；
电压表（量程为0--3V．内阻约3kΩ）；   电键一个、导线若干．
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的A（填字母代号）．
A．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A）
B．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.3A）
②图1为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你帮他完成其余部分的线路连接．
（用黑色水笔画线表示对应的导线）
③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．由曲线可知小灯泡的电阻随电压增大而增大
（填“增大”、“不变”或“减小”）
④如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图3所示，请结合图线算出此时小灯泡的电阻是12Ω（保留两位有效数字）．

⑤根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是C
A．测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电压表内阻引起
B．测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电流表内阻引起
C．测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电压表内阻引起
D．测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电流表内阻引起．

Answer 1

分析 ①为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；
②根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路图；
③根据图示图象应用欧姆定律分析答题；
④由图示电压表读出其示数，由图示图象求出对应的电流，然后由欧姆定律求出电阻阻值；
⑤根据电路图应用串并联电路特点与功率公式分析答题．

解答 解：①为方便实验操作，滑动变阻器应选择A；
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，灯泡正常发光时的电阻为：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{3}^{2}}{0.6}$=15Ω，电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示：
③由图示图象可知，随电压增大通过灯泡的电流增大，电压与电流表的比值增大，灯泡电阻增大．
④电压表量程为3V，由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为2.3V，由图示图象可知，2.3V对应的电流为0.2A，此时灯泡电阻为：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3}{0.2}$≈12Ω；
⑤电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流I偏大，测得的小灯泡正常发光的功率P=UI偏大，故选C；
故答案为：①A；②电路图如图所示；③增大；④12；⑤C．

点评 本题考查了实验器材的选择、连接实物电路图、实验数据分析、电表读数、求灯泡电阻、实验误差分析；描绘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，根据灯泡电阻与电表内阻关系确定电流表的接法与确定滑动变阻器的接法是正确连接实物电路图的前提与关键．