Question

【題目】有一個小燈泡上標有“4 V 2 W”的字樣，現在要用伏安法描繪這個燈泡的I－U圖線。現有下列器材供選用：

A.電壓表(0～5 V，內阻約10 kΩ)

B.電壓表(0～15 V，內阻約20 kΩ)

C.電流表(0～3 A，內阻約1 Ω)

D.電流表(0～0.6 A，內阻約0.4 Ω)

E.滑動變阻器(10 Ω，2 A)

F.滑動變阻器(500 Ω，1 A)

G.學生電源(直流6 V)、開關、導線若干

（1）實驗中所用電壓表應選________，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________。

（2）在線框內畫出實驗電路圖_______，并根據所畫電路圖進行實物連接_______。

（3）利用實驗數據繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示，分析曲線說明小燈泡電阻變化的特點：________________________________。

（4）若把電阻元件Z和小燈泡接入如圖乙所示的電路中時，已知電阻Z的阻值為5Ω，已知A、B兩端電壓恒為2.5 V，則此時燈泡L的功率約為________W。(保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】(1)A D E (2)如圖； 如圖； (3)小燈泡電阻隨溫度的升高而增大 (4)0.31

【解析】

本題（1）的關鍵是根據小燈泡的規格中的額定電壓與額定電流大小來選擇電壓表與電流表的量程，根據實驗要求電流從零調可知變阻器應用分壓式接法，可知應選擇電阻選擇變阻器．題（2）的關鍵是根據小燈泡電阻滿足，可知電流表應用外接法，又變阻器應用分壓式接法，即可畫出電路圖和實物圖．題（3）的關鍵是根據電阻定義可知，電阻大小與I-U圖線上的點與原點連線的斜率倒數成正比，說明小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．題（4）的關鍵是在燈泡的I-U圖像中畫出電阻Z的I -U圖像，根據I-U圖象讀出當電阻Z和燈泡兩端的電壓之和為2.5V時對應的電壓和電流大小，然后根據P=UI求出功率即可．

（1）：根據小燈泡的規格“4V，2W”可知，電壓表應選A，電流，所以電流表應選D；由于描繪小燈泡伏安特性曲線實驗要求電流從零調，所以變阻器應用分壓式接法，應選阻值小的變阻器E．
（2）：由于小燈泡電阻較小，滿足，所以電流表應用外接法，又變阻器采用分壓式接法，所以電路圖和實物連線圖如圖所示：

（3）根據可知，小燈泡電阻與I-U圖象上各點與原點連線的斜率倒數成正比，所以小燈泡電阻隨溫度的升高而增大．

（4）在燈泡的I-U圖像中畫出電阻Z的I -U圖像，由I-U圖象可知，當電阻Z和燈泡兩端的電壓之和為2.5V時，此時燈泡兩端的電壓U=1.4V，I=0.22A時對應的電壓，所以小燈泡的功率為：P=UI=1.4×0.22W=0.31W.