Question

有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法测绘这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：
A．电压表V₁（0～5V，内阻约10kΩ）      B．电压表V₂（0～10V，内阻约20kΩ）
C．电流表A₁（0～0.3A，内阻约1Ω）      D．电流表A₂（0～0.6A，内阻约0.4Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～10Ω，2A）         F．滑动变阻器R₂（0～100Ω，0.2A）
G．学生电源（直流6V）、开关及导线
（1）为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表

A

，电流表

D

，滑动变阻器

E

．（填器材前的选项符号）
（2）为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在虚线框中画出实验电路图．

（3）P为第图线上的一点，PN为图线上P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则由图可知：随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将

增大

（填“增大”、“减小”或“不变”）；对应P点，小灯泡的电阻值约为

5，33

Ω．（保留三位有效数字）

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，滑动变阻器应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据题目要求确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出电路图．
（3）根据图象应用欧姆定律判断灯泡电阻如何变化，由图象求出P点的电压与电流值，由欧姆定律求出灯泡此时的电阻．

解答：解：（1）灯泡额定电压为4V，电压表选A，灯泡额定电流I=

P

U

=

2

4

=0.5A，则电流表选D，为方便实验操作，滑动变阻器选E．
（2）电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；灯泡正常发光时电阻R=

U

I

=

4

0.5

=8Ω，

R

RA

=

8Ω

0.4Ω

=20，

RV

R

=

10000Ω

8Ω

=1250，

RV

R

＞

R

RA

，则电流表应采用外接法，电路图如图所示．

（3）由图象可知，随着所加电压的增加，通过小灯泡的电流增大，但电压与电流的比值增大，即灯泡电阻将增大；由图象可知，在P点U=2.4V，I=0.45A，此时灯泡电阻R=

U

I

=

2.4V

0.45A

≈5.33Ω．
故答案为：（1）A；D；E；（2）电路图如图所示；（3）增大；5.33．

点评：本题考查了选择实验器材、作电路图、实验数据分析、求灯泡电阻等问题；确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路图的关键．