Question

14．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：
小灯泡L，“3.8V、0.3A”
电压表V，量程0～5V，内阻5kΩ
电流表A₁，量程0～100mA，内阻4Ω
电流表A₂，量程0～500mA，内阻0.4Ω
滑动变阻器R₁，最大阻值10Ω，额定电流1.0A
滑动变阻器R₂，最大阻值5Ω，额定电流0.5A
直流电源E，电动势约为6V，内阻约为0.5Ω
（1）在上述器材中，滑动变阻器应选R₁；电流表应选A₂．
（2）在如图1的虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号．

（3）某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中，描绘出如图2所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断图3中正确的是（图中P为小灯泡的功率）B
A．①③B．②④C．①④D．②③

Answer 1

分析 （1）器材的选取需安全、精确，根据灯泡的额定电流选择合适的电流表．根据滑动变阻器的额定电流确定合适的滑动变阻器．
（2）由于灯泡的电压和电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，根据灯泡电阻的大小确定电流表的内外接．
（3）根据灯泡电阻的变化判断功率与U²的关系．

解答 解：（1）灯泡的额定电流为0.3A，电流表A₁的量程偏小，则选择电流表A₂．
若选用滑动变阻器R₂，通过R₂的电流会超过滑动变阻器的额定电流，所以选择滑动变阻器R₁．
（2）因为灯泡的电压和电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，
灯泡的电阻大约为12Ω，远小于电压表的内阻，属于小电阻，所以电流表采用外接法，电路图如图所示．
（3）根据I-U图线的斜率表示电阻的倒数，知电阻随电压的增大而增大．
P-U²图线的斜率表示电阻倒数，电阻增大，知P与U²图线的斜率减小，所以②正确．
P-I²图线的斜率表示电阻的大小，电阻增大，知P与I²图线的斜率增大．所以④正确．
故选：B．
故答案为：（1）A₂，R₁；（2）电路图如图所示；（3）B．

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