Question

14．有一个小灯泡上标有“2V，3W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用：

A．电源（电动势3V，内阻约1Ω）       
B．电流表（0～0.6A，内阻约1Ω）
C．电流表（0～2A，内阻约0.4Ω）         
D．电压表（0～3V，内阻约10kΩ）
E．电压表（0～10V，内阻约20kΩ）
F．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流3A）
G．滑动变阻器（0～500Ω，额定电流2A）H．开关、导线
（1）实验中电流表应选用C，电压表应选用D．为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用F（用序号字母表示）．
（2）实验中，电压表的示数如图1，图中U=2.20V．
（3）实验中调节滑动变阻器，得到了小灯泡的I-U图象如图2所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）请根据实验要求，在图3方框内画出电路图．

Answer 1

分析 （1）仪表的选择应本着安全准确的原则；电压表要测量灯泡两端的电压，故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表；由流过灯泡的电流判断需要的电流表；由题意判断需要的滑动变阻器；
（2）根据量程确定最小分度，从而明确读数；
（3）根据I-U图象的性质分析电阻的变化；
（4）根据实验要求确定电压表和电流表的接法，从而得出电路图．

解答 解：（1）因灯泡的额定电压为2V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于2V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～3V的电压表，故选D；
由P=UI得，灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3W}{2V}$=1.5A；故电流表应选择0～2A的量程，故选C；
而由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选F；
（2）由图可知，量程为3V，最小分度为0.1V，则读数为2.20V；
（3）I-U图象中图象中的斜率表示电阻的倒数，由图象可知，斜率减小，故电阻增大；
（4）由以上分析可知，本实验应采用分压和电流表外接法，故电路图如图所示；
故答案为：（1）C； D；F； （2）2.20； （3）增大； （4）如图所示．

点评 本题考查描绘灯泡伏安特性曲线实验中的仪表选择及接法的选择；应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用，同时还应明确内外接法的不同及判断．