Question

2．有一個小燈泡上標有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個小燈泡的伏安特性曲線．現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電壓表V₁（0--5V，內(nèi)阻約10kΩ）
B．電壓表V₂（0--10V，內(nèi)阻約20kΩ）
C．電流表A₁（0--0.3A，內(nèi)阻約1Ω）
D．電流表A₂（0--0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～10Ω，2A）
F．滑動變阻器R₂（0--100Ω，0.2A）
G．學生電源（直流6V）、開關(guān)及導線
（1）為了調(diào)節(jié)方便，測量盡可能準確，實驗中應選用電壓表A，電流表D，滑動變阻器E．（填器材的前方選項符號，如A，B）
（2）為使實驗誤差盡量減小，要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)；請在如圖1的方框中畫出實驗電路圖．

（3）P為圖2中圖線上的一點，PN為圖線上P點的切線、PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則由圖可知：隨著所加電壓的增加，小燈泡的電阻將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）；對應P點，小燈泡的電阻值約為5.33Ω（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，為方便實驗操作，滑動變阻器應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)題目要求確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）根據(jù)圖象應用歐姆定律判斷燈泡電阻如何變化，由圖象求出P點的電壓與電流值，由歐姆定律求出燈泡此時的電阻．

解答 解：（1）電表量程略大于電路中的最大值即可； 燈泡額定電壓為4V，電壓表選A，燈泡額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A，則電流表選D，為方便實驗操作，滑動變阻器選E．
（2）電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法；燈泡正常發(fā)光時電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.5}$=8Ω，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{8}{0.4}$=20，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{10000}{8}$=1250，$\frac{{R}_{V}}{R}$$＞\frac{R}{{R}_{A}}$，則電流表應采用外接法，電路圖如圖所示．

（3）由圖象可知，隨著所加電壓的增加，通過小燈泡的電流增大，但電壓與電流的比值增大，即燈泡電阻將增大；由圖象可知，在P點U=2.4V，I=0.45A，此時燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4}{0.45}$≈5.33Ω．
故答案為：（1）A；D；E；（2）電路圖如圖所示；（3）增大；5.33

點評 本題考查了選擇實驗器材、作電路圖、實驗數(shù)據(jù)分析、求燈泡電阻等問題；確定滑動變阻器與電流表的接法是正確設計實驗電路圖的關(guān)鍵．注意P點的電阻不能利用斜率來求，只能利用坐標值求解．