Question

19．某學習小組欲探究小燈泡（額定電壓為3V，額定電流約為0.5A）的伏安特性，可提供的實驗器材如下：
A．干電池：電動勢約4.5V，內阻可不計
B．雙量程的電壓表V₁：量程為0～3V、內阻約為3kΩ；V₂：量程為0～15V、內阻約為15kΩ
C．雙量程的電流表 A₁：量程為0～0.6A、內阻約為1Ω；A₂：量程為0～3A、內阻約為0.1Ω
D．滑動變阻器R：阻值范圍0～10Ω、允許通過最大電流為2A
E．開關S，導線若干
在盡量提高測量精度的情況下，請回答下列問題：
①根據(jù)以上器材，請你把實驗電路原理圖1補充完整，并在圖1中標明所選器材的代號．
②根據(jù)選擇的正確電路原理圖，用筆畫線代替導線將實物圖2連接成完整電路．閉合開關前，滑動變阻器的滑動片應移到A端（選填“A”或“B”）

③按正確操作得到7組電壓表和電流表示數(shù)如表所示，請圖3所示的坐標紙上畫出小燈泡的U-I圖線．

組數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0	0.28	0.58	0.92	1.50	2.00	3.00
I/A	0	0.10	0.20	0.30	0.40	0.45	0.49

④若將該小燈泡接在電動勢為3.0V、內阻為2.0Ω的干電池兩端，則此時該小燈泡的電阻為4.6Ω．（結果保留3個有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①根據(jù)實驗原理明確實驗電路的接法，則可得出對應的原理圖；同時注意儀表的選擇
②根據(jù)原理圖即可得出對應的實物圖如圖所示；
③根據(jù)表中數(shù)數(shù)據(jù)得出對應的伏安特性曲線圖；
④將電池的伏安特性曲線畫在圖中，根據(jù)圖象的交點可求得燈泡的工作電壓和電流，則由歐姆定律可求得電阻；

解答 解：①探究小燈泡的伏安特性，要求燈泡兩端的電壓可以從零伏開始調整到額定電壓，即要求測量的電壓范圍從0～3V，選擇電壓表V₁；由于小燈泡的額定電流約為0.5A＜0.6A，選擇電流表A₁；由于小燈泡的最大電阻約為R_m=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω，很明顯R_m＜＜R_V1，電流表采用外接法，實驗電路原理圖所示．
②根據(jù)原理圖，用筆畫線代替導線將實物圖2連接成完整電路如圖所示．閉合開關前，滑動變阻器的滑動片應移到A端，使閉合開關后燈泡兩端的電壓為零以保護電表．
③畫出小燈泡的U-I圖線如圖中曲線所示．
④根據(jù)閉合電路歐姆定律有U=3.0-2.0I，此直線如圖6中所示，與曲線的交點坐標為（0.455A，2.10V），得待求電阻為$\frac{2.10}{0.455}$Ω=4.6Ω．
故答案為：①如圖所示；②如圖所示；A；③如圖所示；④4.6．

點評 本題考查測量小燈泡的伏安特性曲線的實驗，要求明確實驗原理，掌握分壓接法的原理及實物圖；會用圖象分析非線性元件的工作狀態(tài)．