Question

17．为了描绘标有“3V，0.4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯炮电压能从零开始变化．所给器材如下：
A．电流表（0～200mA，内阻0.5Ω）       
B．电流表（0～0.6A，内阻0.01Ω）
C．电压表（0～3V，内阻5kΩ）             
D．电压表（0～15V，内阻50kΩ）
E．滑动变阻器（0～10Ω，0.5A）         
F．滑动变阻器（0～1kΩ，0.1A）
G．电源（3V）                          
H．电键一个，导线若干．
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是A、C、E、F、G、H．
（2）在如图1的虚线框中画出完成此实验的原理图，并将实物（图2）按电路图用导线连好．
（3）若实验中电压表和电流表的读数如图3，则电压表的读数为2.6 V，电流表的读数为0.52

（4）此实线描绘出的I-U图线是曲线 （填“曲线”．“直线”），其原因是灯丝电阻随温度升高而增大．

Answer 1

分析 器材选取的原则需安全精确，根据灯泡的额定电压和额定电流选择电流表、电压表的量程．灯泡电压能从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，通过灯泡电阻的大小分析其是大电阻还是小电阻，确定电流表的内外接．根据电路图连接实物图．灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以I-U图线是一条曲线．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为3V，所以电压表的量程选择3V的误差较小，额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.4}{3}$≈0.133A=133mA，所以电流表的量程选择200mA的，故实验中应选择的仪器是A、C、E、F、G、H．
（2）灯泡电压能从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，灯泡正常工作时的电阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{3}^{2}}{0.4}$=22.5Ω，远小于电压表的内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．电路图和实物连线图如图所示．


（3）电压表量程为3V，由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为2.6V，电流表量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.52A；
（4）由灯丝电阻随温度升高而增大，灯丝电阻不是定值，电流与电压不成正比，所以描绘出的I-U图线是曲线．
故答案为：（1）A、C、E、F、G、H；（2）电路图如图所示；（3）2.6；0.52；（4）曲线；灯丝电阻随温度升高而增大．

点评 解决本题的关键掌握器材选择的原则，以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，电流表内外接的区别．