Question

為了研究“3.8V，0.3A“小燈泡的電阻隨電流變化的規(guī)律，某同學(xué)測量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)室可以提供的器材如下：
①直流電源E（電動勢約4V，內(nèi)阻可不計(jì)）；
②電流表A（量程為0-0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）；
③電壓表v（量程為0-5V，內(nèi)阻約20kΩ；
④滑動變阻器R₁（阻值0-10Ω，額定電流2A）；
⑤滑動變阻器R₂（阻值0-200Ω，額定電流1.5A）；
⑥電鍵S及導(dǎo)線若干．
實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)記錄在下表中：

U/V	0	0.30	1.00	1.70	2.40	3.10	3.80
I/A	0	0.074	0.164	0.210	0.250	0.284	0.300

（1）請?jiān)趫D1坐標(biāo)紙上畫出小燈泡的U-I圖線．
（2）應(yīng)選擇的滑動變阻器為（填寫儀器符號）：

 

．
（3）根據(jù)以上條件在虛線框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖2中標(biāo)出器材的符號．
（4）試求：電壓為1.50V和2.80V時小燈泡的電阻值并說明它們大小不同的原因．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字．）

Answer 1

分析：描繪伏安特性曲線時，首先要注意坐標(biāo)標(biāo)度的選取，要使所描的各點(diǎn)能充滿整個坐標(biāo)紙；要用平滑的曲線將個點(diǎn)連起來．
根據(jù)題意，由小燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法，因要求電流或電壓從零調(diào)，變阻器應(yīng)用分壓式接法．

解答：解：（1）小燈泡的U-I圖線如圖a
（2）為了實(shí)驗(yàn)操作方便，電表讀數(shù)變化明顯，所以采用較小的阻值的滑動變阻器，即選R₁
（3）根據(jù)題意，由小燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法，因要求電流或電壓從零調(diào)，變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖b所示．



（4）由圖可知：U₁=1.50V時，I₁=0.200A，
U₂=2.80V時，I₂=0.275A，
得：R_L1=7.5Ω  R_L2=10Ω
由于小燈泡兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致燈絲電阻變大．所以有：R_L2＞R_L1． 
故答案為：（1）如圖
（2）R₁
（3）如圖
（4）由于小燈泡兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致燈絲電阻變大．所以有：R_L2＞R_L1．

點(diǎn)評：畫圖象描點(diǎn)時要適當(dāng)選取標(biāo)度，盡量使所描的各點(diǎn)能占據(jù)整個坐標(biāo)紙，這樣可使測量誤差相對小些；變阻器采用分壓式接法能使電流和電壓從零調(diào)起；當(dāng)電壓表內(nèi)阻較大時，電流表應(yīng)用外接法接法．