Question

5．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的小燈泡標有“6V　3W”，其他可供選擇的器材有：
A．電壓表V₁（量程6V，內(nèi)阻20kΩ）    
B．電壓表V₂（量程20V，內(nèi)阻60kΩ）
C．電流表A₁（量程3A，內(nèi)阻0.2Ω）     
D．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻1Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～1000Ω，0.5A）     
F．滑動變阻器R₂（0～20Ω，2A）
G．學生電源E（6V～8V）               
H．開關S及導線若干
某同學通過實驗測得小燈泡兩端的電壓U和通過它的電流I，繪成U-I關系曲線如圖所示．

（1）實驗中電壓表應選用A，電流表應選用D，滑動變阻器應選用F（填儀器前的字母）；
（2）請在方框內(nèi)畫出實驗電路圖；
（3）請在圖中以筆劃線代替導線按實驗要求將實物圖補充完整；
（4）由圖線可看出該白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大（選填“增大”或“減小”）
（5）請你分析白熾燈的電阻變化的原因：隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)通過小燈泡最大電流選擇電流表，實驗采用滑動變阻器分壓接法，為方便實驗操作，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）先判斷實驗電路電流表和滑動變阻器的接法，再作出實驗電路圖；
（3）根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖；
（4）根據(jù)圖象的斜率可明確燈泡電阻的變化情況；
（5）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可知電阻在變大，分析電阻變化的原因即可；

解答 解：（1）電表的量程應略大于燈泡的額定值；則電壓表選擇A；由圖甲所示圖象可知，通過小燈泡最大電流為0.5A，電流表選擇D；描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗采用滑動變阻器分壓接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇最大阻值較小的F．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，燈泡電阻約為R=$\frac{6}{0.5}$=12Ω，電流表內(nèi)阻為1Ω，電壓表內(nèi)阻為20kΩ，相對來說電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，故電流表應采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖；

（4）小燈泡的I-U圖線是一條曲線，可從圖甲得知小燈泡的電阻在增大，原因是：隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
（5）燈泡電阻增大是因為金屬導體的電阻率隨溫度的增大而增大；隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；
故答案為：（1）A；D； F；
（2）如圖所示；
（3）如圖所示；
（4）增大；
（5）隨著電壓增加，通過小燈泡的電流增大，溫度升高燈泡燈絲的電阻增大；

點評 本題考查了實驗器材的選擇、作實驗電路圖、求燈泡實際功率；另外作電路圖時要注意判斷滑動變阻器和電流表的接法．