Question

18．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“2V，0.5W”．除了开关、导线外，还有如下器材：
电压表V，量程0～3V，内阻约5kΩ
电流表A₁，量程0～500mA，内阻约0.5Ω
电流表A₂，量程0～300mA，内阻约4Ω
滑动变阻器R₁，最大阻值10Ω，额定电流2.0A
滑动变阻器R₂，最大阻值100Ω，额定电流1.0A
直流电源E，电动势约为3V，内阻约为0.5Ω
（1）上述器材中，电流表应选A₂，滑动变阻器应选R₁．（填器材符号）
（2）请根据所选的器材，在图甲中用笔画线代替导线，连接实验电路．

（3）根据实验数据，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙．则可确定小灯泡的功率P与U ²和I²的关系，下列示意图中正确的是D．

（4）将被测小灯泡与一个电动势为1.5V，内电阻为5Ω的电源串联组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为0.15A．

Answer 1

分析 （1）根据给出的灯泡可明确其电流值，从而选择电流表；根据电路结构可明确滑动变阻器的选择；
（2）根据实验原理可明确滑动变阻器及电流表的接法，从而确定原理图；再根据原理图可得出对应的实物图；
（3）根据图象判断灯泡电阻随电流的变化关系，然后应用电功率公式解题；
（4）在I-U图象中作出电源的伏安特性曲线，则交点为电源的工作点．

解答 解：（1）由图可知，电灯泡电压为2V，电功率P=0.5W，则电流I=0.25A=250mA，故电流表应选择A₂；
因本题中电流由零开始调节，故滑动变阻器应选择总阻值较小的R₁；
（2）本实验中采用滑动变阻器分压接法，因灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法，实物图如图所示：
（3）A、因电阻随着温度的增大而增大；则由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，P-U₂图象的斜率越来越小，故AB错误；
C、由图c所示图象可知，随电流增大，灯泡电阻R增大，灯泡实际功率P=I²R，由于随I增大，灯泡电阻R增大，则P-I²图象的斜率逐渐增大，故D正确，C错误．
故选：D
（4）在I-U图象中作出电源的伏安特性曲线，则交点为电源的工作点，由图可知，灯泡的电流为：0.15A；

故答案为：（1）A₂，R₁； （2）如图所示；（3）D，（4）0.15

点评 对于伏安法描绘小灯泡的伏安特性曲线以及测电阻等实验；当要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法．同时注意明确图象的性质和应用．