Question

3．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的小燈泡為“6V，3W”，其他供選擇的器材有
電壓表V（量程0～15V，內(nèi)阻20KΩ）
電流表A₁（量程0～3A，內(nèi)阻0.2Ω）
電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻1Ω）
滑動變阻器R（阻值0～20Ω，2A）
學(xué)生電源E（電動勢8V，內(nèi)阻不計）
開關(guān)S及導(dǎo)線若干
實驗中要求電壓表的示數(shù)能在0～6V范圍內(nèi)變化，讀出多組電壓和電流值，在坐標(biāo)紙上通過描點法畫出小燈泡的伏安特性曲線
（1）實驗中電流表應(yīng)選用A₂．
（2）在圖1的虛線框中畫出實驗電路圖．
（3）某同學(xué)測量小燈泡U-I關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)如下，在圖2方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U-I曲線．

U/（V）	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/（A）	0.00	0.06	0.10	0.15	0.19	0.22	0.24	0.25

（4）如圖3所示，用一個定值電阻R和兩個上述小燈泡組成的電路，連接到內(nèi)阻不計、電動勢為3V的電源上．已知流過電阻R的電流是流過燈泡b電流的兩倍，則流過燈泡b的電流約為0.08A

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是根據(jù)小燈泡額定功率和電壓求出額定電流，從而選出電流表量程；題（2）中根據(jù)$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{L}^{\;}}＞\frac{{R}_{L}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，可知電流表應(yīng)用外接法，根據(jù)要求電壓從零調(diào)，可知變阻器應(yīng)用分壓式接法；題（3）根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知U-I圖象上的點與原點連線的斜率等于小燈泡的電阻；題（4）的關(guān)鍵是根據(jù)串并聯(lián)電路特點得出通過燈泡a的電流應(yīng)是通過燈泡b的電流的3倍，然后根據(jù)U-I圖象求出電流為I和3I時對應(yīng)的電壓之和等于3V即可．

解答 解：（1）由于小燈泡的額定電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3}{6}$A=0.5A，所以電流表應(yīng)選${A}_{2}^{\;}$．
（2）小燈泡的最大電阻為${R}_{L}^{\;}$=$\frac{U}{I}$=$\frac{6}{0.5}$Ω=12Ω，由于滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{L}^{\;}}＞\frac{{R}_{L}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，所以電流表應(yīng)用外接法，又由于要求電壓表示數(shù)從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖所示：

（3）采用描點法得出的U-I曲線如圖所示，

（4）設(shè)b中的電流為${I}_^{\;}$=I，依題意知a中的電流為${I}_{a}^{\;}$=3I，且應(yīng)滿足${U}_{a}^{\;}{+U}_^{\;}$=3V；
根據(jù)U-I圖象可讀出當(dāng)I=0.07A時，${U}_^{\;}$=0.3V，${U}_{a}^{\;}$=2.6V，滿足${\;U}_{a}^{\;}{+U}_^{\;}$=3V；則U_b=0.4V；由圖可知，b對應(yīng)的電流為0.08A；
即已知流過電阻R的電流是流過燈泡b電流的兩倍，則流過燈泡b的電流約為0.08A；
故答案為：（1）${A}_{2}^{\;}$
（2）如圖
（3）如圖所示
（4）0.08

點評 對電學(xué)實驗設(shè)計題目，要通過估算求出通過電路的最大電流來選擇電流表的量程，對伏安法測電阻時，注意電流表內(nèi)外接法的選擇方法，當(dāng)要求電壓或電流從零調(diào)時，變阻器必須采用分壓式接法．