Question

某研究小組研究《小燈泡電阻隨溫度變化的規(guī)律》，實驗中需要描繪小燈泡（額定電壓為3.8V，額定電流為0.32A）的伏安特性曲線，給定的實驗器材如下：（本實驗要求小燈泡的電壓從零開始調(diào)至額定電壓）
直流電源的電動勢為4V，內(nèi)阻不計
電壓表V（量程4V，內(nèi)阻約為5kΩ）、
電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約為4Ω）、
電流表A₂（量程3A，內(nèi)阻約為1Ω）、滑動變阻器R₁（0到1000Ω，0.5A）
滑動變阻器R₂（0到10Ω，2A）   熱敏溫度計、開關(guān)、導(dǎo)線若干．

①若該同學(xué)誤將電流表和電壓表接成如圖甲所示的電路，其他部分連接正確，接通電源后，以下說法正確的是______
A．小燈泡將發(fā)光    B．小燈泡將不亮
C．電壓表會燒壞    D．電流表將會燒壞
②下列關(guān)于該實驗的說法，正確的是______
A．實驗電路應(yīng)選擇圖乙中的電路圖（a）
B．電流表應(yīng)選用A₂
C．滑動變阻器應(yīng)該選用R₂
D．若采用如圖乙（a）所示電路圖，實驗前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最右端
③該同學(xué)按照正確的電路圖和正確的實驗步驟，描出的伏安特性曲線如圖丙所示，并觀察到隨電壓增大，小燈泡溫度升高；從圖中可知小燈泡的阻值在電壓2.0～3.8V的范圍內(nèi)隨小燈泡兩端的電壓的增大而______（填“增大”、“減小”、或“不變”），其原因是______．
④若該小燈泡與阻值為R=10Ω的定值電阻串聯(lián)后，直接與實驗中所用電源相連接，那么小燈泡兩端電壓為______V，此時小燈泡的實際功率為______W（計算結(jié)果取2位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】分析：①因電壓表內(nèi)阻很大，通過電壓表的電流非常小，通過小燈泡電流非常小故小燈泡不發(fā)光，V表和A表不會燒壞
②根據(jù)實驗要求選擇合適的電路圖，選擇儀器是按方便，安全的原則選取．
③從伏安特性曲線上可以分析電壓與電阻之間的關(guān)系．
④利用等效電源法，作出電源的特性曲線，找交點，即可確定燈泡兩端的電壓和流經(jīng)電流，根據(jù)P=UI可計算出實際功率．
解答：解：①、若將電流表和電壓表接成如圖甲所示的電路，因電壓表內(nèi)阻很大，通過電壓表的電流非常小，通過小燈泡電流非常小故小燈泡不發(fā)光，A錯誤B正確，V表和A表不會被燒壞，CD錯誤，故選B．
②A、從圖象知電壓從零計故滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，實驗電路應(yīng)選擇圖乙中的電路圖（a）故A正確；
B、因小燈泡額定電流為0.32A，用電流表A₂量程太大，應(yīng)用A₁，故B錯誤；
C、因滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選阻值小的變阻器R₂，故C正確；
D、若采用如圖乙（b）所示電路圖，實驗前滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最左端而不是右端，最右端時變阻器有效電阻是零，導(dǎo)致通過電路的電流太大而燒壞電流表，
本題應(yīng)選AC．
③、由圖象可知小燈泡的阻值隨小燈泡兩端的電壓的增大而增大，原因是溫度升高電阻絲的電阻率增大造成的；
④把阻值為R=10Ω的定值電阻等效為電源內(nèi)阻r=R=10Ω，在I-U圖象中作出該電源的特性曲線，如圖所示

圖象交點即為燈泡兩端的電壓U=1.7V，I=0.23A
由P=UI得，燈泡的實際功率為P=1.7×0.23W=0.39W
故答案為①B，②AC，③增大，溫度升高導(dǎo)致電阻絲電阻率增大，使電阻值增大 ④1.7V，0.39W
點評：測小燈泡伏安特性曲線實驗要求滑動變阻器用分壓式接法，電流表用外接法，分壓式時變阻器要選阻值小的，要熟記．