Question

5．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6V　3W”，其他可供选择的器材有：
A．电压表V₁（量程6V，内阻20kΩ）    
B．电压表V₂（量程20V，内阻60kΩ）
C．电流表A₁（量程3A，内阻0.2Ω）     
D．电流表A₂（量程0.6A，内阻1Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～1000Ω，0.5A）     
F．滑动变阻器R₂（0～20Ω，2A）
G．学生电源E（6V～8V）               
H．开关S及导线若干
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U-I关系曲线如图所示．

（1）实验中电压表应选用A，电流表应选用D，滑动变阻器应选用F（填仪器前的字母）；
（2）请在方框内画出实验电路图；
（3）请在图中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整；
（4）由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而增大（选填“增大”或“减小”）
（5）请你分析白炽灯的电阻变化的原因：随着电压增加，通过小灯泡的电流增大，温度升高灯泡灯丝的电阻增大；．

Answer 1

分析 （1）根据通过小灯泡最大电流选择电流表，实验采用滑动变阻器分压接法，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）先判断实验电路电流表和滑动变阻器的接法，再作出实验电路图；
（3）根据原理图可得出对应的实物图；
（4）根据图象的斜率可明确灯泡电阻的变化情况；
（5）小灯泡的I-U图线是一条曲线，可知电阻在变大，分析电阻变化的原因即可；

解答 解：（1）电表的量程应略大于灯泡的额定值；则电压表选择A；由图甲所示图象可知，通过小灯泡最大电流为0.5A，电流表选择D；描绘小灯泡的伏安特性曲线实验采用滑动变阻器分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的F．
（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻约为R=$\frac{6}{0.5}$=12Ω，电流表内阻为1Ω，电压表内阻为20kΩ，相对来说电压表内阻远大于灯泡电阻，故电流表应采用外接法，电路图如图所示．
（3）根据原理图可得出对应的实物图；

（4）小灯泡的I-U图线是一条曲线，可从图甲得知小灯泡的电阻在增大，原因是：随着电压增加，通过小灯泡的电流增大，温度升高灯泡灯丝的电阻增大；
（5）灯泡电阻增大是因为金属导体的电阻率随温度的增大而增大；随着电压增加，通过小灯泡的电流增大，温度升高灯泡灯丝的电阻增大；
故答案为：（1）A；D； F；
（2）如图所示；
（3）如图所示；
（4）增大；
（5）随着电压增加，通过小灯泡的电流增大，温度升高灯泡灯丝的电阻增大；

点评 本题考查了实验器材的选择、作实验电路图、求灯泡实际功率；另外作电路图时要注意判断滑动变阻器和电流表的接法．