Question

6．有一个小灯泡上标有“4V　2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的U-I图线．有下列器材供选用：
A．电压表V₁（0～6V，内阻约20kΩ）
B．电压表V₂（0～3V，内阻约10kΩ）
C．电流表A₁（0～0.3A，电阻约1Ω）
D．电流表A₂（0～10mA，内阻约60Ω）
E．滑动变阻器R₁（5Ω，10A）
F．滑动变阻器R₂（100Ω，0.5A）
G．电阻箱R₀（0～999.9Ω）
（1）为使实验顺利进行，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用E，电压表应选用A（用字母表示）．
（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图，在图中标出所选器材的字母．
（3）请写出灯泡内阻的表达式R=$\frac{U}{I}$；公式中各物理量的意义U为电压表示数，I为电流表示数；．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压选择电压表，根据灯泡额定电流选择电流表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据实验原理与灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出实验电路图；
（3）根据欧姆定律可得出灯泡内阻的表达式．

解答 解：（1）灯泡额定电压为4V，电压表应选A，灯泡额定电流为0.5A，电流表应选D，为方便实验操作，滑动变阻器应选择E．
（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应选择分压接法，灯泡电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.5}$=8Ω，电压表内阻约为10kΩ，电流表内阻约为0.4Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示；

（3）电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量流过灯泡的电流，则可知，电阻R=$\frac{U}{I}$； U为电压表示数，I为电流表示数；
故答案为：（1）E； A； （2）如图所示； （3）

点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图、连接实物电路图，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是正确解题的关键．注意分压和外接法的正确选择．