Question

13．描繪“6V，3W“燈泡的伏安特性曲線，提供了下列器材：
A．電壓表V（3V，內(nèi)阻約3kΩ）
B．電流表A（0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）
C．電阻箱R（0～99999.9Ω）
D．滑動(dòng)變阻器（O～10Ω）；滑動(dòng)變阻器（0～100Ω）
F．待測(cè)燈泡L“6V，3W”
G．電源E（電動(dòng)勢(shì)約8V、內(nèi)阻較�。�
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）按照實(shí)驗(yàn)需要，將電壓表的量程由3V擴(kuò)大至6V．首先濺量電壓表內(nèi)阻，某同學(xué)采用了如圖甲所示的電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱阻值R_a=4870Ω，時(shí)，電壓表指針剛好滿偏；再調(diào)節(jié)電阻箱阻值R_b=12720Ω時(shí)，電壓表指針在滿刻度的一半，則電壓表的內(nèi)阻R_V=2980Ω；從理論上分析，實(shí)驗(yàn)測(cè)得電壓表內(nèi)阻值大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實(shí)值；  
（2）圖乙是測(cè)量燈泡電流隨電壓變化的實(shí)物電路，請(qǐng)你用筆劃線代替導(dǎo)線完成電路連接（要求在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭置于最左端）．
（3）圖乙實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R_l（選填“R_l“或“R₂“）．
（4）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)，描點(diǎn)作出燈泡伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線可求得燈泡在工作電壓是0.5V時(shí)的電阻值為2.5Ω；你認(rèn)為該同學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇的測(cè)量點(diǎn)分布不均勻是合理（選填“合理”或“不合理”）的．

Answer 1

分析 （1）電源內(nèi)阻很小，可以認(rèn)為電壓表半偏時(shí)路端電壓不變，由歐姆定律列方程可以求出電壓表內(nèi)阻；實(shí)際上，當(dāng)電壓表半偏時(shí)，電路電流變小，路端電壓變大，電壓表半偏時(shí)的電壓表大于電壓表滿偏時(shí)電壓的一半，電壓表實(shí)際電壓偏大偏大，電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，滑動(dòng)變阻器需要采用分壓接法，電流表采用外接法，據(jù)此連接電路圖．
（3）在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（4）由燈泡的I-U圖象求出燈泡電壓為0.5V時(shí)的電流，然后由歐姆定律求出燈泡電阻；由于燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，描繪燈泡伏安特性曲線時(shí)，所選擇的測(cè)量點(diǎn)可以不均勻分布，電壓小時(shí)測(cè)量點(diǎn)少些，電壓高時(shí)測(cè)量點(diǎn)多些．

解答 解：（1）設(shè)電壓表滿偏電流為I，電源電壓為U，則U=I（R_V+R_a），U=$\frac{I}{2}$（R_V+R_b），解得R_V=2980Ω；實(shí)驗(yàn)測(cè)得電壓表內(nèi)阻值大于真實(shí)值．
（2）電壓表與電阻箱串聯(lián)組成“新電壓表”，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．
（4）由燈泡的I-U圖象可知，電壓0.5V所對(duì)應(yīng)的電流為0.2A，此時(shí)燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5}{0.2}$=2.5Ω；由于燈泡電阻受溫度影響，實(shí)驗(yàn)選擇的測(cè)量點(diǎn)分布不均勻是合理的．
故答案為：（1）2980；大于；（2）如圖所示；（3）R₁；（4）2.5；合理．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)考查了半偏法測(cè)電阻、連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、求電阻等問題；確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵．