Question

4．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“2.0V，0.5A”．備有下列器材：
A．電源E（電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計）
B．電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約1kΩ）
C．電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約4kΩ）
D．電流表A₁（量程0～3A，內(nèi)阻約0.1Ω）
E．電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω）
F．滑動變阻器R₁（0～5Ω，3.0A）
G．滑動變阻器R₂（0～200Ω，1.25A）
H．開關和若干導線
為了盡可能準確地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，請完成以下內(nèi)容．
（1）實驗中電壓表應選用B，電流表應選用E，滑動變阻器應選用F（請?zhí)顚戇x項前對應的字母）．
（2）圖甲是實物電路，請你不要改動已連接的導線，把還需要連接的導線補上．

（3）某同學完成該實驗后，又找了另外兩個元件，其中一個是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而增大，而另一個是由半導體材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而減�。�他又選用了合適的電源、電表等相關器材后，對其中的一個元件進行了測試，測得通過其中的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如下表所示：

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出該元件的I-U圖線；
該元件可能是由半導體（選填“金屬”或“半導體”）材料制成的．
（4）在（3）的基礎上，該同學進一步分析，如果讓一節(jié)電動勢為1.5V、內(nèi)阻為0.5Ω的干電池只對該元件供電，則該元件消耗的功率為1.0W（結果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據(jù)燈泡的額定電流確定電流表的量程．根據(jù)燈泡的電阻大約值確定滑動變阻器．
（2）燈泡的電流和電壓從零開始測起，滑動變阻器采用分壓式接法，根據(jù)燈泡的電阻確定電流表的內(nèi)外接．
（3）作出I-U圖線，結合電阻的變化確定是半導體還是金屬導體．
（4）作出干電池外電壓和電流圖線，結合圖線的交點得出電壓和電流，從而結合P=UI求出該元件消耗的功率．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.0V，則電壓表選擇B．由于燈泡的額定電流為0.5A，則電流表選擇E．燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2.0}{0.5}Ω=4Ω$，為了便于測量，滑動變阻器選擇F．
（2）燈泡的電流和電壓從零開始測起，滑動變阻器采用分壓式接法，燈泡的電阻與電流表內(nèi)阻相當，屬于小電阻，電流表采用外接法，實物連線圖如圖所示．
（3）該元件的I-U圖線如圖所示，由圖線可知，電阻隨著電流增大而減小，屬于半導體材料制成．
（4）作出干電池外電壓與電流關系圖線如圖所示，交點的電流、電壓為該元件的電流和電壓，則P=UI=0.95×1.1≈1.0W
故答案為：（1）B；E；F．
（2）如圖所示．
（3）I-U圖如圖所示；半導體．
（4）1.0（0.98～1.1之間）

點評 本題考查了連接實物電路圖、描點作圖，確定滑動變阻器與電流表的接法是正確連接實物電路圖的前提與關鍵，電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應采用分壓接法．