Question

14．有一个小灯泡上标有“4V、2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性图线．现有下列器材供选用：

A．电压表（0～5V，内阻10kΩ）
B．电压表（0～15V，内阻20kΩ）
C．电流表（0～3A，内阻1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻0.4Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（500Ω，1A）
G．学生电源（直流6V）、开关、导线若干
（1）实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，理由电压必须从零开始调节．
（2）实验中所用电压表应选A，电流表应选用D，滑动变阻器应选用E．（用序号字母表示）
（3）根据实验数据画出的I-U图象如图丙，从图象看出，电压越高对应的实际电阻值越大，这说明灯丝材料的电阻率随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根据滑动变阻器分压及限流接法的不同作用，结合题意选择滑动变阻器的接法；由电流表、电压表与灯泡内阻间的大小关系确定电流表的接法．
（2）仪表的选择应本着安全准确的原则；电压表要测量灯泡两端的电压，故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表；由流过灯泡的电流判断需要的电流表；由题意判断需要的滑动变阻器．
（3）明确伏安特性曲线的性质，知道金属导体的电阻率随温度的变化关系．

解答 解：（1）在用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线的实验中，电压要从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，所以电路图只能选用图甲．
（2）因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～5V的电压表，故选A；
由P=UI得，灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$=0.5A，故电流表应选择0～0.6A的量程，故选D；而由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E；
（3）I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，电阻应越来越大，原因是金属材料的电阻率随温度的升高而增大；
故答案为：（1）电压必须从零开始调节；（2）A，D，E； （3）大，增大

点评 本题考查实验中的仪表选择及接法的选择；应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用，同时还应明确内外接法的不同及判断，注意掌握电阻率与温度之间的关系．