Question

3．為了描繪一個(gè)“12V、5W”的小燈泡的伏安特性曲線，給定了以下器材：
電源：14V，內(nèi)阻不計(jì)；
電流表A₁：0～0.6A（內(nèi)阻約為1Ω）
電流表A₂：0～3A（內(nèi)阻約為0.2Ω）
電壓表V：0～15V（內(nèi)阻約為15kΩ）
滑動(dòng)變阻器R₁：阻值范圍0～20Ω
滑動(dòng)變阻器R₂：阻值范圍0～1kΩ
開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可以從0V調(diào)到12V
①電流表應(yīng)選A₁，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．（填器件代號(hào)）
②圖1是實(shí)驗(yàn)中的部分實(shí)物連線，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將缺少部分補(bǔ)充完整．
③某位同學(xué)測(cè)得小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小燈泡電流強(qiáng)度大小為0.25A，則此時(shí)小燈泡的電阻R₃=12Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
④實(shí)驗(yàn)前該同學(xué)根據(jù)小燈泡上的標(biāo)稱值“12V、5W”求出了小燈泡電阻R₄，發(fā)現(xiàn)R₃與R₄的數(shù)值相差較大，請(qǐng)你分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因燈泡電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）由題中給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由P=IU求得電流，則可選擇電流表，根據(jù)電路的接法選擇滑動(dòng)變阻器；
（2）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器分壓接法，根據(jù)電阻與電壓表和電流表之間的大小關(guān)系明確電流表接法；
（3）由得出伏安特性曲線明確0.25A時(shí)的電壓值，由歐姆定律可求得電阻；
（4）明確燈泡為金屬導(dǎo)體，其電阻值值隨溫度的升高而增大．

解答 解：①由題中數(shù)據(jù)可知，燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{5}{12}$=0.42A；故電流表只能選擇A₁
因在本實(shí)驗(yàn)中要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法；故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇小電阻R₁；
②本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，燈泡電阻約為R=$\frac{12}{0.42}$=30Ω；相對(duì)電壓表內(nèi)阻屬于小電阻，故應(yīng)采用電流表外接法；
故完成的電路圖如圖所示；
③由圖可知，燈泡電流為0.25A時(shí)，其電壓為3V，則由歐姆定律可知電阻R₃=$\frac{3}{0.25}$=12Ω；
④由以上計(jì)算可知，電壓為3V時(shí)的電阻值要小于燈泡在額定功率下的電阻值，其原因是燈泡電阻隨溫度的升高而增大；
故答案為：①A₁；R₁；②如圖所示；③12；④燈泡電阻隨溫度的升高而增大；

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)燈泡的伏安特性曲線，要注意明確滑動(dòng)變阻器的分壓和限流接法的選擇；明確選擇分壓接法有三種情況：一是限流接法無法起到應(yīng)有的保護(hù)作用；二是要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)；三是要求電壓從零開始調(diào)節(jié)．