Question

現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡（圖中用?表示）的伏安特性曲線．要求所測(cè)電壓范圍為0.1V～4V．現(xiàn)有器材：直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻不計(jì)），
電壓表（量程4.5V，內(nèi)阻約為4×104Ω），
電流表（量程250mA，內(nèi)阻約為2Ω），
電流表（量程500mA，內(nèi)阻約為1Ω），
滑動(dòng)變阻器R₁：阻值范圍0-10Ω，額定電流2A
滑動(dòng)變阻器R₂：阻值范圍0-200Ω，額定電流0.5A
電鍵S，導(dǎo)線若干．
（1）如果既要滿足測(cè)量要求，又要測(cè)量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是

A₂

（填“A₁”或“A₂”），應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是

R₁．

（填“R₁”或“R₂”）．
（2）應(yīng)選用圖1所示的哪個(gè)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？

A

（3）按照正確的電路圖連接圖2的實(shí)物圖．
（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓），在圖3中畫(huà)出小燈泡的I一U曲線．

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（5）分析方格紙內(nèi)的小燈泡的I-U曲線，可知小燈泡的電阻隨I變大而

變大

（填“變大”、“變小”或“不變”），原因是

小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大

．

Answer 1

分析：選擇器材需安全、精確，通過(guò)小燈泡的額定電流確定出電流表的量程．通過(guò)比較燈泡的電阻與電流表內(nèi)阻和電壓表內(nèi)阻的關(guān)系，確定電路的選擇，若燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，采取外接法，若燈泡的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，采用內(nèi)接法．
通過(guò)描點(diǎn)法作出I-U圖線，根據(jù)歐姆定律公式R=

U

I

，圖象上點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)．

解答：解：（1）小燈泡的額定電流I=

P

U

=0.4 A=400mA，故電流表應(yīng)選量程為500mA的，即A₂．
測(cè)量燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用小電阻，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁．
（2）測(cè)量燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，
小燈泡的電阻R=

U

I

=10Ω，由于R?R_V，故應(yīng)選電流表外接法．
應(yīng)選用圖1所示的A圖．
（3）按照電路圖連接實(shí)物圖：
（4）運(yùn)用描點(diǎn)法作出小燈泡的I一U曲線：
（5）圖象上點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，圖象的斜率越來(lái)越小，電阻越來(lái)越大，
所以小燈泡的電阻隨I變大而變大，原因是小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）A₂、R₁．
（2）A．
（3）如圖
（4）如圖
（5）變大、小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握器材選取的原則，即安全，精確．以及掌握電流表內(nèi)外接哪種情況誤差比較小，“大內(nèi)偏大，小外偏小”．
測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求一般采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法，電流表應(yīng)采用外接法．