Question

15．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根据灯泡的电阻确定滑动变阻器的量程．
②灯泡的电压、电流从零开始测起，滑动变阻器采用分压式接法，根据灯泡的电阻大小确定电流表的内外接．
③根据I-U图线，结合欧姆定律分析电阻的变化．
④根据电压表的读数，通过图线得出电流的大小，结合欧姆定律求出小灯泡的电阻．
⑤根据串并联电路的特点，结合欧姆定律分析电流、电压的测量误差，从而得出功率的测量误差．

解答 解：①灯泡的电阻大约为R=$\frac{{U}^{2}}{P}=\frac{9}{0.6}Ω=15Ω$，为了便于测量，滑动变阻器最大值选择10Ω，故选：A．
②由于灯泡的电压和电流要从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，灯泡的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，则电流表采用外接法，实物连线图如图所示．
③I-U图线上某点与原点连线斜率的倒数表示电阻，电压增大，图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，则电阻增大．
④电压表的读数U=2.30V，根据图线知，此时的电流I=0.19A，则电阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2.30}{0.19}Ω≈12Ω$．
⑤电流表采用外接法，电压测量准确，由于电压表的分流作用，电流的测量值偏大，根据灯泡功率的测量值偏大．故选：C．
故答案为：①A；②如图；③增大； ④12；⑤C．

点评 本题考查了电路的实物连线问题，关键知道滑动变阻器的分压式和限流式的区别，以及电流表内外接的区别．