题目内容
【题目】某同学通过实验探究小灯泡的伏安特性曲线。除了导线、开关和小灯泡之外，实验室提供的器材还有：
A．电流表（A1）：量程0—0.6A，内阻约0.125Ω
B．电流表（A2）：量程0—3A，内阻约0.025Ω
C．电压表（V1）：量程0—3V，内阻约3kΩ
D．电压表（V2）：量程0—15V，内阻约15kΩ
E．滑动变阻器（R1）：总阻值约10Ω
F．滑动变阻器（R2）：总阻值约200Ω
G．一组干电池，其电动势为3.0V，内阻很小
该同学选择仪器，设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据：
U/V | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
（1）请把该同学设计的实验电路图画在图甲的方框中___________________。
（2）在探究实验中该同学选择的器材是：电流表为_________，电压表为_________，滑动变阻器为___________（以上均填写器材代号）。
（3）请在图乙的坐标系中画出小灯泡的I—U图线________________。
（4）根据该实验的测量数据，得出的有关小灯泡电阻的结论是__________________；你对该实验结论的解释是________________________。
（5）用导线将该小灯泡直接连在某一电源的两极之间，要使小灯泡的实际发热功率约为0.27W。那么，电源的电动势和内电阻应该分别最接近_________________
A．1.5V、2.0Ω B．1.5V、0.5Ω
C.3.0V、0.5Ω D．3.0V、2.0Ω
【答案】A1 V1 R1 
小灯泡两端电压越大，阻值越大 温度升高时，金属丝的电阻率变大 A
【解析】
根据实验数据，结合实验的原理选择实验器材；为测量多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，据此作出实验电路图；根据表中实验数据，应用描点法作图，作出小灯泡的伏安特性曲线；在小灯泡的伏安特性曲线上作出电源路端电压与电路电流关系图象，找出该图象与灯泡伏安特性曲线交点所对应的电压与电流值，由P=UI对灯泡的实际功率进行判断；
解：(1)(2) 由表中实验数据可知，电流最大测量值为0.50A，则电流表应选A1；电压最大测量值为2.00V，电压表应选V1；由于电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，为方便实验操作滑动变阻器应选择R1；
由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；灯泡最大阻值约为：
，电流表内阻约为0.125Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应选择外接法，电路图如图所示
(3) 根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：
(4)根据
图线，图线上的点与坐标原点的连线的斜率表示小灯泡电阻的倒数，由于图线上的点与坐标原点的连线的斜率变小，所以小灯泡电阻是增大的，得出的有关小灯泡电阻的结论是：小灯泡两端电压越大，阻值越大，是因为灯丝温度对灯丝电阻的影响，温度升高时，金属丝的电阻率变大；
(5)在灯泡的UI图象坐标系内作出电源的UI图象，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标就是小灯泡的工作点，对A有：
，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标（0.35A，0.8V），小灯泡的实际发热功率约为
；同理对B有：
，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标（0.43A，1.27V），小灯泡的实际发热功率约为
；对C有：
，小灯泡的实际发热功率大于
；对D有：
，小灯泡的实际发热功率约为；故A正确，B、C、D错误；
故选A。
