Question

6．有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)繪這個(gè)小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)．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(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，2A）          F．滑動(dòng)變阻器R₂（0～100Ω，0.2A）
G．學(xué)生電源（直流6V）、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)

（1）為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表D，滑動(dòng)變阻器E．（填器材前的選項(xiàng)符號(hào)）
（2）為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D1的虛線(xiàn)框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）P為圖2圖線(xiàn)上的一點(diǎn)，PN為圖線(xiàn)上P點(diǎn)的切線(xiàn)，PQ為U軸的垂線(xiàn)，PM為I軸的垂線(xiàn)，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(duì)應(yīng)P點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)題目要求確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）根據(jù)圖象應(yīng)用歐姆定律判斷燈泡電阻如何變化，由圖象求出P點(diǎn)的電壓與電流值，由歐姆定律求出燈泡此時(shí)的電阻．

解答 解：（1）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，本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器選E．
（2）電壓與電流從零開(kāi)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R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.5}$=8Ω，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{8Ω}{0.4Ω}$=20，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{10000Ω}{8Ω}$=1250，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，則電流表應(yīng)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(guò)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(diǎn)U=2.4V，I=0.45A，此時(shí)燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.45A}$≈5.33Ω．
故答案為：（1）D；E；（2）電路圖如圖所示；（3）增大；5.33．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了選擇實(shí)驗(yàn)器材、作電路圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、求燈泡電阻等問(wèn)題；確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖的關(guān)鍵．