Question

4．要測繪一個(gè)標(biāo)有“3V  0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，要求燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作．已選用的器材有：
直流電源（電壓為4V）；                電流表（量程為0-0.6A．內(nèi)阻約0.5Ω）；
電壓表（量程為0--3V．內(nèi)阻約3kΩ）；   電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干．
①實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的A（填字母代號）．
A．滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，額定電流1A）
B．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1kΩ，額定電流0.3A）
②圖1為某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中完成的部分電路連接的情況，請你幫他完成其余部分的線路連接．
（用黑色水筆畫線表示對應(yīng)的導(dǎo)線）
③實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．由曲線可知小燈泡的電阻隨電壓增大而增大
（填“增大”、“不變”或“減小”）
④如果某次實(shí)驗(yàn)測得小燈泡兩端所加電壓如圖3所示，請結(jié)合圖線算出此時(shí)小燈泡的電阻是12Ω（保留兩位有效數(shù)字）．

⑤根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡伏安特性曲線，下列分析正確的是C
A．測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏小，主要是由于電壓表內(nèi)阻引起
B．測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏小，主要是由于電流表內(nèi)阻引起
C．測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏大，主要是由于電壓表內(nèi)阻引起
D．測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏大，主要是由于電流表內(nèi)阻引起．

Answer 1

分析 ①為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
②根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后連接實(shí)物電路圖；
③根據(jù)圖示圖象應(yīng)用歐姆定律分析答題；
④由圖示電壓表讀出其示數(shù)，由圖示圖象求出對應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出電阻阻值；
⑤根據(jù)電路圖應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與功率公式分析答題．

解答 解：①為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇A；
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，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{3}^{2}}{0.6}$=15Ω，電流表內(nèi)阻約為0.5Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)物電路圖如圖所示：
③由圖示圖象可知，隨電壓增大通過燈泡的電流增大，電壓與電流表的比值增大，燈泡電阻增大．
④電壓表量程為3V，由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2.3V，由圖示圖象可知，2.3V對應(yīng)的電流為0.2A，此時(shí)燈泡電阻為：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3}{0.2}$≈12Ω；
⑤電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，所測電流I偏大，測得的小燈泡正常發(fā)光的功率P=UI偏大，故選C；
故答案為：①A；②電路圖如圖所示；③增大；④12；⑤C．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、電表讀數(shù)、求燈泡電阻、實(shí)驗(yàn)誤差分析；描繪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，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻關(guān)系確定電流表的接法與確定滑動(dòng)變阻器的接法是正確連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵．