Question

【題目】某實驗小組要描繪一只小燈泡L（2.5V 0.3A）的伏安特性曲線。實驗中除導線和開關外，還有以下器材可供選擇：

電源E（3.0V，內阻約0.5）

電壓表V1（0～3V，內阻約3k）

電壓表V2（0～15V，內阻約15k）

電流表A1（0.6A，內阻約0.125）

電流表A2（0～3A，內阻約0.025）

滑動變阻器R1（0～5）

滑動變阻器R2（0～1750）

（1）電壓表應選擇__________，電流表應選擇__________，滑動變阻器應選擇__________。

（2）實驗過程中要求小燈泡兩端電壓從零開始調節，應選擇圖1中哪一個電路圖進行實驗?__________。

（3）實驗過程中，電流表和電壓表的一組示數如下圖2所示，則此時電流表和電壓表的讀數分別為__________A和__________V。

（4）根據正確的實驗電路，該小組同學測得多組電壓和電流值，并在圖3中畫出了小燈泡L的伏安特性曲線。由圖可知，隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲阻值__________，原因是____________________。

（5）若將這個小燈泡L直接接在電動勢為3V，內電阻為3的直流電源兩端，則小燈泡的電功率為_________W（結果保留2位有效數字）。

Answer 1

【答案】 V1 A1 R1 A， 0.24A 1.60V 增大 燈絲溫度升高 0.54W

【解析】 (1)燈泡的額定電壓為2.5V，額定電流是0.3A，所以電壓表應選擇V1，電流表應選擇Al；

(2)描繪燈泡伏安特性曲線，電壓、電流要從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓式接法，燈泡的電阻約為R=2.5/0.3≈8.3Ω，遠小于電壓表內阻，電流表采用外接法誤差較小，因此需要選擇圖A所示實驗電路

(3) 電流表的最小刻度為0.02A，估讀到同位；電壓表最小刻度為0.1V，估讀到下一位。電流表和電壓表的讀數分別為0.24A 、1.60V；

(4) 由圖可知，隨著小燈泡兩端電壓的增大，I-U圖線斜率減小，燈絲阻值增大。原因是燈絲的電阻率隨溫度升高而增大。

（5）做出電動勢為3V，內電阻為3的直流電源的I-U圖線，與小燈泡L的伏安特性曲線的交點即為小燈泡的工作電壓和工作電流。小燈泡的電功率為0.54W。