Question

18．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，小燈泡的規(guī)格為“2V，0.5W”．除了開關、導線外，還有如下器材：
電壓表V，量程0～3V，內阻約5kΩ
電流表A₁，量程0～500mA，內阻約0.5Ω
電流表A₂，量程0～300mA，內阻約4Ω
滑動變阻器R₁，最大阻值10Ω，額定電流2.0A
滑動變阻器R₂，最大阻值100Ω，額定電流1.0A
直流電源E，電動勢約為3V，內阻約為0.5Ω
（1）上述器材中，電流表應選A₂，滑動變阻器應選R₁．（填器材符號）
（2）請根據(jù)所選的器材，在圖甲中用筆畫線代替導線，連接實驗電路．

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，通過描點連線得到了小燈泡的伏安特性曲線，如圖乙．則可確定小燈泡的功率P與U ²和I²的關系，下列示意圖中正確的是D．

（4）將被測小燈泡與一個電動勢為1.5V，內電阻為5Ω的電源串聯(lián)組成閉合回路，則通過小燈泡的電流為0.15A．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的燈泡可明確其電流值，從而選擇電流表；根據(jù)電路結構可明確滑動變阻器的選擇；
（2）根據(jù)實驗原理可明確滑動變阻器及電流表的接法，從而確定原理圖；再根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖；
（3）根據(jù)圖象判斷燈泡電阻隨電流的變化關系，然后應用電功率公式解題；
（4）在I-U圖象中作出電源的伏安特性曲線，則交點為電源的工作點．

解答 解：（1）由圖可知，電燈泡電壓為2V，電功率P=0.5W，則電流I=0.25A=250mA，故電流表應選擇A₂；
因本題中電流由零開始調節(jié)，故滑動變阻器應選擇總阻值較小的R₁；
（2）本實驗中采用滑動變阻器分壓接法，因燈泡內阻較小，故應采用電流表外接法，實物圖如圖所示：
（3）A、因電阻隨著溫度的增大而增大；則由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，P-U₂圖象的斜率越來越小，故AB錯誤；
C、由圖c所示圖象可知，隨電流增大，燈泡電阻R增大，燈泡實際功率P=I²R，由于隨I增大，燈泡電阻R增大，則P-I²圖象的斜率逐漸增大，故D正確，C錯誤．
故選：D
（4）在I-U圖象中作出電源的伏安特性曲線，則交點為電源的工作點，由圖可知，燈泡的電流為：0.15A；

故答案為：（1）A₂，R₁； （2）如圖所示；（3）D，（4）0.15

點評 對于伏安法描繪小燈泡的伏安特性曲線以及測電阻等實驗；當要求電流從零調時，變阻器應采用分壓式接法．同時注意明確圖象的性質和應用．