Question

14．一個(gè)小燈泡的額定電壓為2.0V，額定電流約為0.5A，選用下列實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪和研究小燈泡的伏安特性曲線
A．電源E：電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)
B．電壓表V₁：量程為0～3V，內(nèi)阻約為1kΩ
C．電壓表V₂：量程為0～15V，內(nèi)阻約為4kΩ
D．電流表A₁：量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω
E．電流表A₂：量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.6Ω
F．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值為10Ω，額定電流為1.0A
G．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值為150Ω，額定電流為1.0A
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)中使用的電壓表應(yīng)選用B；電流表應(yīng)選用E；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F（請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）．
②實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)連接實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，請(qǐng)你不要改動(dòng)已連接的導(dǎo)線，在圖中把還需要連接的導(dǎo)線補(bǔ)上．閉合開關(guān)前，應(yīng)使變阻器滑片放在最左（填“左”或“右”）端．

③實(shí)驗(yàn)中得到的某一組電壓表與電流表示數(shù)如圖2所示，則電壓表的讀數(shù)為1.20V，電流表的讀數(shù)為0.42A，請(qǐng)將該組數(shù)據(jù)標(biāo)記在U-I坐標(biāo)中，其余實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已標(biāo)記在圖3的坐標(biāo)圖中，請(qǐng)你畫出小燈泡的U-I圖線．并簡(jiǎn)述該圖線不是直線的主要原因燈絲電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 ①根據(jù)額定電壓選擇電壓表，根據(jù)額定電流選擇電流表，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描繪小燈泡伏安特性曲線，要電壓與電流應(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)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖；滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，在閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，滑片應(yīng)置于分壓電路分壓最小的位置．
③根據(jù)圖示電表確定其量程與分度值，然后讀出其示數(shù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象．

解答 解：①燈泡額定電壓為2V，電壓表應(yīng)選B，燈泡額定電流為0.5A，電流表應(yīng)選E，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選總阻值較小的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，燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2}{0.5}$=4Ω，電壓表內(nèi)阻為電壓表內(nèi)阻約為1kΩ，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)驗(yàn)電路圖如圖所示；為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于左端．

③由圖示電壓表可知，其量程為3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.20V，由圖示電流表可知，其量程為0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.42A，在坐標(biāo)系內(nèi)描出 根據(jù)坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)用平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來，作出燈泡的U-I圖象，如圖所示．
由于燈泡電阻受溫度影響，燈泡電阻隨溫度升高而增大，所以燈泡的U-I圖線不是直線
故答案為：①B；E；F；②電路圖如圖所示；左；③1.20； 0.42．圖象如圖所示；燈絲電阻隨溫度升高而增大

點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪燈泡伏安特性曲線的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、作圖象等問題；要正確實(shí)驗(yàn)器材的選取原則；要掌握描點(diǎn)法作圖的方法，明確圖象的性質(zhì)，由圖象能分析電阻的變化．