Question

5．在用电压表和电流表研究小灯泡的伏案特性曲线实验中，实验室备有下列器材供选择：
A．待测小灯泡“3.0V、1.5W”B．电流表（量程3A，内阻约为1Ω）
C．电流表（量程0.6A，内阻约为5Ω）              D．电压表（量程3.0V，内阻约为10kΩ）
E．电压表（量程15.0V，内阻约为50kΩ）           F．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，额定电流50mA）
G．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流1.0A）   H．电源（电动势为4.0V，内阻不计）
I．电键及导线等
①为了使实验完成的更好，电流表应选用C；电压表应选用D；滑动变阻器应选用G．（只需填器材前面的字母即可）
②电路连接方法：电流表应采用外（填“内”、“外”）接法，滑动变阻器应采用分压（填“分压”或“限流”）连接．
③连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是图1中的C

④请你在图2实物接线图中完成余下的导线的连接．

某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图3所示．则电压值为1.80 V，电流值为0.32 A．

Answer 1

分析 ①器材的选取要安全、精确，根据小灯泡的额定电压和额定电流选出电压表和电流表的量程．滑动变阻器采用分压式接法，从测量的误差角度选出合适的滑动变阻器．
②研究小灯泡在不同电压下的功率，电压和电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法．根据所测灯泡的内阻，与电压表内阻和电流表内阻比较，确定是大电阻还是小电阻，从而确定电流表采取内接法还是外接法．
③灯泡电阻随温度升高而增大，据此分析图示图象，然后答题．
④根据电流表与滑动变阻器的接法与实验原理连接实物电路图；根据图示电表确定其分度值，然后读出其示数．

解答 解：①从测量精确度考虑，小灯泡的额定电压为3V，所以电压表选取量程为3V的，小灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.5}{3}$=0.5A，所以电流表选取量程为0.6A的，最大阻值为100Ω的滑动变阻器接入电路测量误差较大，所以选取最大阻值为10Ω的滑动变阻器．故选C、D、G．
②由于电压和电流需从0开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3}{0.5}$=6Ω，远小于电压表内阻，与电流表内阻相当，属于小电阻，“小外偏小”，采取电流表的外接法．电流图如下．
③通过灯泡的电流随灯泡两端电压增大而增大，小灯泡的电阻随温度的升高逐渐增大，所以U-I图象中的斜率也要逐渐增大由图示电路图可知，图C正确，故选C．
④电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，电路图如图所示：

电压表量程为0～3V，由图示电压表可知，其分度值为：0.1V，电压表读数为1.80V．
电流表量程为0～0.6A，其分度值为：0.02A，电流表读数为：0.32A．
故答案为：①C；D；G；②外；分压；③C；④如图所示；1.80；0.32．

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