Question

5．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，使用的小燈泡標(biāo)有“6V　3W”，其他可供選擇的器材有：
A．電壓表V₁（量程6V，內(nèi)阻20kΩ）    
B．電壓表V₂（量程20V，內(nèi)阻60kΩ）
C．電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻0.2Ω）     
D．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0～1000Ω，0.5A）     
F．滑動(dòng)變阻器R₂（0～20Ω，2A）
G．學(xué)生電源E（6V～8V）               
H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干
某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I，繪成U-I關(guān)系曲線如圖所示．

（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用A，電流表應(yīng)選用D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F（填儀器前的字母）；
（2）請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）請?jiān)趫D中以筆劃線代替導(dǎo)線按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖補(bǔ)充完整；
（4）由圖線可看出該白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大（選填“增大”或“減小”）
（5）請你分析白熾燈的電阻變化的原因：隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)通過小燈泡最大電流選擇電流表，實(shí)驗(yàn)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）先判斷實(shí)驗(yàn)電路電流表和滑動(dòng)變阻器的接法，再作出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實(shí)物圖；
（4）根據(jù)圖象的斜率可明確燈泡電阻的變化情況；
（5）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可知電阻在變大，分析電阻變化的原因即可；

解答 解：（1）電表的量程應(yīng)略大于燈泡的額定值；則電壓表選擇A；由圖甲所示圖象可知，通過小燈泡最大電流為0.5A，電流表選擇D；描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇最大阻值較小的F．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻約為R=$\frac{6}{0.5}$=12Ω，電流表內(nèi)阻為1Ω，電壓表內(nèi)阻為20kΩ，相對來說電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，故電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實(shí)物圖；

（4）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可從圖甲得知小燈泡的電阻在增大，原因是：隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（5）燈泡電阻增大是因?yàn)榻饘賹?dǎo)體的電阻率隨溫度的增大而增大；隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
故答案為：（1）A；D； F；
（2）如圖所示；
（3）如圖所示；
（4）增大；
（5）隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、作實(shí)驗(yàn)電路圖、求燈泡實(shí)際功率；另外作電路圖時(shí)要注意判斷滑動(dòng)變阻器和電流表的接法．