Question

7．为了描绘标有“3V，0.4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡电压能从零开始变化，所给器材如下：
A．电流表（0～200mA，内阻0.5Ω）
B．电流表（0～0.6A，内阻0.01Ω）
C．电压表（0～3V，内阻5kΩ）
D．电压表（0～15V，内阻50kΩ）
E．滑动变阻器（0～10Ω，0.5A）
F．滑动变阻器（0～1kΩ，0.1A）
G．电源（3V）
H．电键一个，导线若干．
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是ACEGH．
（2）为尽可能的减小误差，实验中采用电流表外接（选填内接或外接），采用正确的方式测出的电阻值小于（选填“大于”“小于”或“等于”）电阻的真实值．
（3）在如图的虚线框中画出完成此实验的原理图，并将实物按电路图用导线连好．
（4）此实线描绘出的I-U图线是曲线（填“曲线”、“直线”），其原因是灯泡是非线性元件．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理选择实验器材．
（2）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，依据实验的原理分析可能的误差．
（3）根据实验的原理与要求画出电路图，然后根据电路图连接实物电路图．
（4）根据图示图象应用欧姆定律判断灯泡电阻如何变化，根据I-U图象特点判断元件的类型．

解答 解：（1）描绘标有“3V 0.4W”的小灯泡的伏安特性曲线，需要：电源、开关、导线，灯泡额定电压为3V，电压表需要选择C，灯泡额定电流为I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.4}{3}$=0.13A，电流表选择A；描绘小灯泡的伏安特性曲线电压要从0开始，所以需要分压式电路，要选择电阻值比较小的滑动变阻器E；故实验器材需要：ACEGH．
（2）描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流需要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法；由于电压表的分流作用，所以测量的电流值偏大，则小灯泡的电阻值的测量值偏小．
（3）实验的原理如图，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
（4）由图示图象可知，随U增大I增大，电压与电流的比值变大，灯泡电阻变大；灯泡的I-U图象是曲线，灯泡是非线性元件；

故答案为：（1）ACEGH；（2）外接，小于；（3）实物电路图如图所示；（4）变大；灯泡是非线性元件

点评 解决本题的关键掌握器材选择的原则，以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，电流表内外接的区别．