Question

12．描绘“6V，3W”灯泡的伏安特性曲线，提供了下列器材：
A．电压表V（3V，内阻为3kΩ）       
B．电流表A（0.6A，内阻约0.3Ω）
C．电阻箱R（0-99999.9Ω）         
D．滑动变阻器R₁（0-20Ω）；滑动变阻器R₂（0-100Ω）
F．待测灯泡L“6V，3W”
G．电源E（电动势约8V、内阻较小）
H．开关、导线若干
（1）按照实验需要，要将电压表的量程由3V扩大至6V，可以使电压表与电阻箱串联，则电阻箱的阻值为3KΩ．
（2）实验中，滑动变阻器应选择R₁ （选填“R₁”或“R₂”）．
（3）图甲是测量灯泡电流随电压变化的实物电路，请你用笔划线代替导线完成电路连接． （4）某同学根据实验测得数据，描点作出灯泡伏安特性曲线如图乙所示，根据图线可求得灯泡在工作电压是0.5V 时的电阻值为2.5Ω；你认为该同学实验选择的测量点分布不均匀是合理（选填“合理”或“不合理”）的．

Answer 1

分析 （1）根据电表的改装原理可得出串联电阻的阻值；
（2）描绘灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器需要采用分压接法，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
（3）本实验中应采用滑动变阻器分压和电流表采用外接法；从而连接实物图；
（4）由灯泡的I-U图象求出灯泡电压为0.5V时的电流，然后由欧姆定律求出灯泡电阻；由于灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，描绘灯泡伏安特性曲线时，所选择的测量点可以不均匀分布，电压小时测量点少些，电压高时测量点多些

解答 解：（1）根据改装原理可知：$\frac{R+{R}_{V}}{{R}_{V}}=\frac{6}{3}$
解得：R=3kΩ
（2）电压表与电阻箱串联组成“新电压表”，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法．为方便实验操作，滑动变阻器应选R₁．
（3）根据实验原理可知，实验中应采用分压接法以及电流表外接法，故实物图如图所示；

（4）由灯泡的I-U图象可知，电压0.5V所对应的电流为0.2A，此时灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5}{0.2}$=2.5Ω；由于灯泡电阻受温度影响，实验选择的测量点分布不均匀是合理的．
故答案为：（1）3k；（2）R₁；（3）如图所示；（4）2.5，合理．

点评 本实验考查了半偏法测电阻、连接实物电路图、实验器材的选择、求电阻等问题；确定滑动变阻器与电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键．