Question

19．某學(xué)習(xí)小組欲探究小燈泡（額定電壓為3V，額定電流約為0.5A）的伏安特性，可提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．干電池：電動(dòng)勢約4.5V，內(nèi)阻可不計(jì)
B．雙量程的電壓表V₁：量程為0～3V、內(nèi)阻約為3kΩ；V₂：量程為0～15V、內(nèi)阻約為15kΩ
C．雙量程的電流表 A₁：量程為0～0.6A、內(nèi)阻約為1Ω；A₂：量程為0～3A、內(nèi)阻約為0.1Ω
D．滑動(dòng)變阻器R：阻值范圍0～10Ω、允許通過最大電流為2A
E．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
在盡量提高測量精度的情況下，請(qǐng)回答下列問題：
①根據(jù)以上器材，請(qǐng)你把實(shí)驗(yàn)電路原理圖1補(bǔ)充完整，并在圖1中標(biāo)明所選器材的代號(hào)．
②根據(jù)選擇的正確電路原理圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖2連接成完整電路．閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片應(yīng)移到A端（選填“A”或“B”）

③按正確操作得到7組電壓表和電流表示數(shù)如表所示，請(qǐng)圖3所示的坐標(biāo)紙上畫出小燈泡的U-I圖線．

組數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0	0.28	0.58	0.92	1.50	2.00	3.00
I/A	0	0.10	0.20	0.30	0.40	0.45	0.49

④若將該小燈泡接在電動(dòng)勢為3.0V、內(nèi)阻為2.0Ω的干電池兩端，則此時(shí)該小燈泡的電阻為4.6Ω．（結(jié)果保留3個(gè)有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理明確實(shí)驗(yàn)電路的接法，則可得出對(duì)應(yīng)的原理圖；同時(shí)注意儀表的選擇
②根據(jù)原理圖即可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
③根據(jù)表中數(shù)數(shù)據(jù)得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線圖；
④將電池的伏安特性曲線畫在圖中，根據(jù)圖象的交點(diǎn)可求得燈泡的工作電壓和電流，則由歐姆定律可求得電阻；

解答 解：①探究小燈泡的伏安特性，要求燈泡兩端的電壓可以從零伏開始調(diào)整到額定電壓，即要求測量的電壓范圍從0～3V，選擇電壓表V₁；由于小燈泡的額定電流約為0.5A＜0.6A，選擇電流表A₁；由于小燈泡的最大電阻約為R_m=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω，很明顯R_m＜＜R_V1，電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路原理圖所示．
②根據(jù)原理圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖2連接成完整電路如圖所示．閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片應(yīng)移到A端，使閉合開關(guān)后燈泡兩端的電壓為零以保護(hù)電表．
③畫出小燈泡的U-I圖線如圖中曲線所示．
④根據(jù)閉合電路歐姆定律有U=3.0-2.0I，此直線如圖6中所示，與曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0.455A，2.10V），得待求電阻為$\frac{2.10}{0.455}$Ω=4.6Ω．
故答案為：①如圖所示；②如圖所示；A；③如圖所示；④4.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測量小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要求明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握分壓接法的原理及實(shí)物圖；會(huì)用圖象分析非線性元件的工作狀態(tài)．