Question

10．在描繪一個(gè)標(biāo)有“6.3V0.3A”小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到6.3V，并便于操作．已選用的器材有：
學(xué)生電源（電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻約1Ω）；
電流表（量程為0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；量程為0～3A，內(nèi)阻約0.04Ω）；
電壓表（量程為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）；
開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
（1）實(shí)驗(yàn)中還需要選擇一個(gè)滑動(dòng)變阻器，現(xiàn)有以下兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，則應(yīng)選其中的A（選填選項(xiàng)前的字母）．
A．滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，最大允許電流1A）
B．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1500Ω，最大允許電流0.3A）
（2）實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選用圖1中的乙（選填“甲”或“乙”）．

（3）請(qǐng)根據(jù)（2）中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物電路的連線．
（4）接閉合關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次測(cè)量中電流表選擇0～0.6A量程，電壓表選擇0～15V量程，電流表、電壓表示數(shù)如圖3所示，可知該狀態(tài)下小燈泡電阻的測(cè)量值R_x=$\frac{U}{I}$=18Ω（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出的小燈泡I-U圖線如圖4所示．由此可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓增加時(shí)，小燈泡的電阻值將變大（選填“變大”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）（2）根據(jù)題目要求確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后選擇實(shí)驗(yàn)電路；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖；
（4）由電壓表與電流表的讀數(shù)的方法讀出電流表與電壓表的測(cè)量值，然后由歐姆定律即可求出電阻值；
（5）根據(jù)圖象，應(yīng)用歐姆定律及影響燈絲電阻的因素分析答題．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)要求燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，所以要選擇最大值比較小的A；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R=$\frac{U}{I}=\frac{6.3}{0.3}=21$Ω，該電阻值相對(duì)于電壓表屬于小電阻，所以電流表應(yīng)采用外接法，因此實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選 乙；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示；
（4）電流表的量程為0.6V，所以每一小格的讀數(shù)為0.02A，所以電流表的讀數(shù)為0.22A；
電壓表的量程為15V，所以每一小格的讀數(shù)為0.5V，所以讀數(shù)為：8×0.5=4V．
由歐姆定律得：R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.22}=18$Ω
（5）在I-U圖象中，各個(gè)點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知，隨電壓增大，各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率減小，所以可知待測(cè)電阻的電阻值增大．
故答案為：（1）A；
（2）乙；
（3）如答圖1所示；
（4）18；
（5）變大．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)要明確以下情況滑動(dòng)變阻器必須用分壓式接法：①要求電壓或電流從零調(diào)；②變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻；③用限流接法時(shí)通過(guò)電流表的電流大于電流表的量程．