Question

20．要测绘额定电压为2V的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A、电源E（电动势3.0V，内阻可不计）
B、电压表V₁（量程为0～3.0V，内阻约2kΩ）
C、电压表V₂ （0～15.0V，内阻约6kΩ
D、电流表A₁（0～0.6A，内阻约1Ω）
E、电流表A₂ （0～100mA，内阻约2Ω）
F、滑动变阻器R₁（最大值10Ω）
G、滑动变阻器R₂（最大值2kΩ）
（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择B，电流表应选择D，滑动变阻器应选择F（填各器材的序号）
（2）为提高实验精度，请你在如图1中设计实验电路图，并画在如图2的虚线框中．

（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线．

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/A	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（4）该小电珠的额定功率是1W．
（5）由图象可知，小电珠电阻的变化特点是灯泡电阻随电压的增大而增大．

Answer 1

分析 （1）关键是根据小电珠的规格即可选择电压表与电流表的量程，根据实验要求电流从零调可知变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；
（2）根据小电珠电珠满足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$可知电流表应用外接法；
（3）的关键是根据表中数据选取标度、描点，然后用平滑的曲线连接即可；
（4）根据图象可明确电压为2V时的电流，由功率公式可求得功率；
（5）根据伏安特性的斜率可求得变化特点．

解答 解：（1）、由题意小灯泡额定电压为2V，额定电流为0.5A，故电压表应选B，电流表应选D，又描绘伏安特性曲线要求电流从零调，故变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器F．
（2）由于小电珠电珠较小，满足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，电流表应用外接法，又变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：
（3）小电珠的伏安特性曲线如图所示：
（4）由图可知，当电压为2V，电流为0.5A；则功率P=UI=2×0.5=1W；
（5）由图可知，灯泡电阻随随电压的增大而增大；
故答案为：（1）B、D、F；（2）如图；（3）如图；（4）1W；（5）灯泡电阻随电压的增大而增大．

点评 本题考查了选择实验器材、作实验电路图、作灯泡的伏安特性曲线、分析灯泡电阻随温度的变化规律；确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键．