Question

现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用?表示）的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1V～4V．现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），
电压表（量程4.5V，内阻约为4×104Ω），
电流表（量程250mA，内阻约为2Ω），
电流表（量程500mA，内阻约为1Ω），
滑动变阻器R₁：阻值范围0-10Ω，额定电流2A
滑动变阻器R₂：阻值范围0-200Ω，额定电流0.5A
电键S，导线若干．
（1）如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是

A₂

（填“A₁”或“A₂”），应该选用的滑动变阻器是

R₁．

（填“R₁”或“R₂”）．
（2）应选用图1所示的哪个电路进行实验？

A

（3）按照正确的电路图连接图2的实物图．
（4）通过实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压），在图3中画出小灯泡的I一U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/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（5）分析方格纸内的小灯泡的I-U曲线，可知小灯泡的电阻随I变大而

变大

（填“变大”、“变小”或“不变”），原因是

小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大

．

Answer 1

分析：选择器材需安全、精确，通过小灯泡的额定电流确定出电流表的量程．通过比较灯泡的电阻与电流表内阻和电压表内阻的关系，确定电路的选择，若灯泡的电阻远小于电压表的内阻，采取外接法，若灯泡的内阻远大于电流表的内阻，采用内接法．
通过描点法作出I-U图线，根据欧姆定律公式R=

U

I

，图象上点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数．

解答：解：（1）小灯泡的额定电流I=

P

U

=0.4 A=400mA，故电流表应选量程为500mA的，即A₂．
测量灯泡的伏安特性曲线实验中应采用分压接法，故滑动变阻器应选用小电阻，故滑动变阻器应选择R₁．
（2）测量灯泡的伏安特性曲线实验中应采用分压接法，
小灯泡的电阻R=

U

I

=10Ω，由于R?R_V，故应选电流表外接法．
应选用图1所示的A图．
（3）按照电路图连接实物图：
（4）运用描点法作出小灯泡的I一U曲线：
（5）图象上点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，图象的斜率越来越小，电阻越来越大，
所以小灯泡的电阻随I变大而变大，原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）A₂、R₁．
（2）A．
（3）如图
（4）如图
（5）变大、小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评：解决本题的关键掌握器材选取的原则，即安全，精确．以及掌握电流表内外接哪种情况误差比较小，“大内偏大，小外偏小”．
测量小灯泡的伏安特性曲线时，根据实验的要求一般采用滑动变阻器的分压接法，电流表应采用外接法．