Question

5．在用電壓表和電流表研究小燈泡的伏案特性曲線實驗中，實驗室備有下列器材供選擇：
A．待測小燈泡“3.0V、1.5W”B．電流表（量程3A，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為5Ω）              D．電壓表（量程3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ）
E．電壓表（量程15.0V，內(nèi)阻約為50kΩ）           F．滑動變阻器（最大阻值為100Ω，額定電流50mA）
G．滑動變阻器（最大阻值為10Ω，額定電流1.0A）   H．電源（電動勢為4.0V，內(nèi)阻不計）
I．電鍵及導(dǎo)線等
①為了使實驗完成的更好，電流表應(yīng)選用C；電壓表應(yīng)選用D；滑動變阻器應(yīng)選用G．（只需填器材前面的字母即可）
②電路連接方法：電流表應(yīng)采用外（填“內(nèi)”、“外”）接法，滑動變阻器應(yīng)采用分壓（填“分壓”或“限流”）連接．
③連好圖示的電路后閉合開關(guān)，通過移動變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U-I圖象應(yīng)是圖1中的C

④請你在圖2實物接線圖中完成余下的導(dǎo)線的連接．

某同學(xué)在一次測量時，電流表、電壓表的示數(shù)如圖3所示．則電壓值為1.80 V，電流值為0.32 A．

Answer 1

分析 ①器材的選取要安全、精確，根據(jù)小燈泡的額定電壓和額定電流選出電壓表和電流表的量程．滑動變阻器采用分壓式接法，從測量的誤差角度選出合適的滑動變阻器．
②研究小燈泡在不同電壓下的功率，電壓和電流需從零開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法．根據(jù)所測燈泡的內(nèi)阻，與電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻比較，確定是大電阻還是小電阻，從而確定電流表采取內(nèi)接法還是外接法．
③燈泡電阻隨溫度升高而增大，據(jù)此分析圖示圖象，然后答題．
④根據(jù)電流表與滑動變阻器的接法與實驗原理連接實物電路圖；根據(jù)圖示電表確定其分度值，然后讀出其示數(shù)．

解答 解：①從測量精確度考慮，小燈泡的額定電壓為3V，所以電壓表選取量程為3V的，小燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A，所以電流表選取量程為0.6A的，最大阻值為100Ω的滑動變阻器接入電路測量誤差較大，所以選取最大阻值為10Ω的滑動變阻器．故選C、D、G．
②由于電壓和電流需從0開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法，燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3}{0.5}$=6Ω，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，屬于小電阻，“小外偏小”，采取電流表的外接法．電流圖如下．
③通過燈泡的電流隨燈泡兩端電壓增大而增大，小燈泡的電阻隨溫度的升高逐漸增大，所以U-I圖象中的斜率也要逐漸增大由圖示電路圖可知，圖C正確，故選C．
④電流表采用外接法，滑動變阻器采用分壓接法，電路圖如圖所示：

電壓表量程為0～3V，由圖示電壓表可知，其分度值為：0.1V，電壓表讀數(shù)為1.80V．
電流表量程為0～0.6A，其分度值為：0.02A，電流表讀數(shù)為：0.32A．
故答案為：①C；D；G；②外；分壓；③C；④如圖所示；1.80；0.32．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握器材選取的原則，掌握滑動變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，以及電流表內(nèi)外接的區(qū)別．