Question

11．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，需要用伏安法測定小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，除開關、導線外，還有如下器材：
A．小燈泡“6V　3W”，B．直流電源6～8V
C．電流表（量程3A，內阻約0.2Ω）
D．電流表（量程0.6A，內阻約1Ω）
E．電壓表（量程6V，內阻約20kΩ）
F．電壓表（量程20V，內阻約60kΩ）
G．滑動變阻器（最大阻值10Ω，額定電流0.2A）
H．滑動變阻器（最大阻值20Ω，額定電流2A）
I．滑動變阻器（最大阻值1kΩ，額定電流0.5A）
（1）實驗所用到的電流表應選D，電壓表應選E，滑動變阻器應選H．（填字母代號如：A、B、C、D…）
（2）在虛線框內畫出最合理的實驗原理圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓與額定功率求出燈泡額定電流，根據(jù)額定電流選擇電流表；根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表；在保證安全的前提下，為方便實驗操作應選最大阻值減小的滑動變阻器．
（2）描繪小燈泡伏安特性曲線電壓、電流需要從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內阻的關系確定電流表的接法，然后作出實驗電路圖．

解答 解：（1）燈泡額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，電流表應選D、電流表（量程0.6A，內阻約1Ω）；
燈泡額定電壓6V，電壓表應選E、電壓表（量程6V，內阻約20kΩ）；
為方便實驗操作，保證安全，滑動變阻器應選H、滑動變阻器（最大阻值20Ω、2A ）．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線滑動變阻器應采用分壓接法；
燈泡正常工作時電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{12Ω}{1Ω}$=12，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{20000Ω}{12Ω}$≈1666.7，
$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖所示：
故答案為：（1）D；E；H；（2）電路圖如圖所示．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路圖、電流表讀數(shù)；要掌握實驗器材的選取原則，確定滑動變阻器與電流表的接法是設計實驗電路圖的關鍵，也是難點．