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．滑動變阻器（O～10Ω）；滑動變阻器（0～100Ω）
F．待測燈泡L“6V，3W”
G．電源E（電動勢約8V、內(nèi)阻較�。�
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）按照實驗需要，將電壓表的量程由3V擴大至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，電壓表指針剛好滿偏；再調(diào)節(jié)電阻箱阻值R_b=12720Ω時，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，實驗測得電壓表內(nèi)阻值大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實值；  
（2）圖乙是測量燈泡電流隨電壓變化的實物電路，請你用筆劃線代替導(dǎo)線完成電路連接（要求在閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑動頭置于最左端）．
（3）圖乙實驗中，滑動變阻器應(yīng)選擇R_l（選填“R_l“或“R₂“）．
（4）某同學(xué)根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)，描點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時的電阻值為2.5Ω；你認(rèn)為該同學(xué)實驗選擇的測量點分布不均勻是合理（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；實際上，當(dāng)電壓表半偏時，電路電流變小，路端電壓變大，電壓表半偏時的電壓表大于電壓表滿偏時電壓的一半，電壓表實際電壓偏大偏大，電壓表內(nèi)阻的測量值大于真實值．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，滑動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，為方便實驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（4）由燈泡的I-U圖象求出燈泡電壓為0.5V時的電流，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，所選擇的測量點可以不均勻分布，電壓小時測量點少些，電壓高時測量點多些．

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；實驗測得電壓表內(nèi)阻值大于真實值．
（2）電壓表與電阻箱串聯(lián)組成“新電壓表”，滑動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）為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選R₁．
（4）由燈泡的I-U圖象可知，電壓0.5V所對應(yīng)的電流為0.2A，此時燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5}{0.2}$=2.5Ω；由于燈泡電阻受溫度影響，實驗選擇的測量點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．

點評 本實驗考查了半偏法測電阻、連接實物電路圖、實驗器材的選擇、求電阻等問題；確定滑動變阻器與電流表的接法是正確連接實物電路圖的前提與關(guān)鍵．