Question

14．某实验小组为描绘“4V　2W”的小灯泡的U-I特性曲线，除导线和开关外，实验室还有以下器材可供选择：
电流表（量程为0.6A，内阻约为1Ω）
电流表（量程为3.0A，内阻约为0.2Ω）
电压表（量程为5.0V，内阻约为5kΩ）
电压表（量程为15.0V，内阻约为15kΩ）
滑动变阻器R₁（最大电阻为200Ω，额定电流100mA）
滑动变阻器R₂（最大电阻为10Ω，额定电流1.0A）
电源（电动势为6.0V，内阻约为1.5Ω）

（ⅰ）为了使实验结果尽可能的准确，请画出该实验合理的电路图如图1（在电路图中标出所选仪器的字母符号）．
（ⅱ）经过正确的操作，测得的数据如表，请根据下表中的数据在坐标系中描点，然后画出如图2灯泡的U-I曲线．（只描9、10、11三点）

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
U/V	0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80	3.20	3.60	4.00
I/A	0	0.12	0.22	0.30	0.36	0.40	0.43	0.46	0.48	0.49	0.50

（ⅲ）如图3示是一位同学利用万用电表（×1挡）测量该小灯泡的电阻时指针所示的位置，该示数为5.0Ω．接在电路中进行测量时，当小灯泡两端的电压为1.20V时，小灯泡的电阻约为4.0Ω．

Answer 1

分析 根据灯泡额定电流选择电流表，根据灯泡额定电压选择电压表；
根据实验要求确定滑动变阻器接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法，然后作出电路图；
应用描点法作图作出图象．
根据欧姆表的读数方法可得出对应的读数，根据图象读数电压为1.2V时的电流，由欧姆定律可求得电阻．

解答 解：（1）灯泡额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{4V}$=0.5A，电流表 应选A；灯泡额定电压是4V，电压表选C；描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻R=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为5kΩ，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：
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示．
（3）欧姆表选用×1档，指针所指为5；故读数为：5×1=5Ω；
由图可知，当电压为1.2V时，电流为：0.3A；故电阻R=$\frac{1.2}{0.3}$=4.0Ω
故答案为：（ⅰ）电路图如图甲所示　

（ⅱ）U-I曲线如图乙所示　
（ⅲ）5.0　4.0

点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的描绘，考查了实验器材的选择、作图象，要掌握实验器材的选择原则，同时注意掌握描点作图的基本原则与方法．