Question

20．用两节干电池、电压表（量程3V）、电流表（量程300mA）、滑动变阻器（100Ω，2A）、定值电阻（50Ω）、小灯泡、导线、开关等组成的电路，做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验，图1是实验中得到的小灯泡的伏安特性曲线．
①由图象可知，应选用的实验电路图是乙（填“甲”、“乙”或“丙”）
②从图线上可以看出，小灯泡的电阻随电流I的变大而变大（填“变大”、“变小”或“不变”），当电流为0.18A时，小灯泡的电阻为8.33Ω；

③若将图2中电路图甲（填“甲”、“乙”或“丙”）中的小灯泡两端用导线短路，此电路也可用来测量电源电动势和内电阻，要想使实验顺利进行，并得到较理想的实验数据，实验中滑动变阻器接入电路中的有效阻值范围可能是下面的哪种情况？答：C．
A．0～100Ω        B．5Ω～10Ω       C．10Ω～50Ω    D．50Ω～100Ω

Answer 1

分析 ）①测量小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压值从零开始变化，故滑动变阻器应采有分压接法；②根据图线上一点与坐标原点连线的斜率变化，判断小灯泡的电阻随电流I的变化．由图2读出电流为0.18A时的电压，由R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡的电阻．
③为防止电路中电流超过电流表的量程，根据欧姆定律求得变阻器接入电路的最小电阻，根据电流的指针应在刻度盘中央附近，可求出得变阻器接入电路的最大电阻．

解答 解：①测量小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压从零开始变化，滑动变阻器应采有分压接法，故乙图正确．
②根据电阻公式R=$\frac{U}{I}$，从图线上可以看出，小灯泡的电阻随电流I的变大而变大．当电流为0.18A时，由图读出小灯泡的电压U=1.5V，则小灯泡的电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5}{0.18}Ω$=8.33Ω．
③若将电路图甲中的小灯泡两端用导线短路，此电路也可用来测量电源电动势和内电阻．
当电路中电流等于电流表的量程时，变阻器接入电路的最小，最小值约为R_min=$\frac{E}{{I}_{max}}$=$\frac{3}{300×1{0}^{-3}}Ω$=10Ω；当电流表指针偏转$\frac{1}{3}$时，电流最小，变阻器接入电路的电阻最大，最大值为R_max=$\frac{3}{100×1{0}^{-3}}Ω$=30Ω．故要得到理想的实验数据，实验中滑动变阻器接入电路中的有效阻值范围可能是10Ω～50Ω．故C正确．
故答案为：①乙；②变大，8.33；③甲、C

点评 本题考查测量电源的电动势和内阻产验；要掌握根据电学实验原理，确定实验电路图，选择器材的方法；根据电流表指针偏转角度在中央附近，选择变阻器的规格．