Question

4．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I-U图线．现有下列器材供选用：
A．电流表A₁（0～0.3A，r₁=1Ω）      
B．电流表A₂（0～0.6A，r₂=0.4Ω）
C．电流表A₃（0～1.0A，r₃=0.2Ω）     
D．定值电阻R₁=19Ω
E．定值电阻R₂=150Ω                 
F．滑动变阻器（10Ω，2A）
G．滑动变阻器（500Ω，1A）           
H．学生电源（直流6V），开关，导线若干
（1）选用如图A而不选用图B的电路图来完成实验，请说明理由：描绘灯泡的I-U图线所测数据从零开始，需要多测几组数据
（2）由于没有电压表，可将电流表A₁和定值电阻D串联起来做为电压表，电流表应选用B，滑动变阻器应选用F（用序号字母表示）．
（3）闭合开关前，应将图A电路中滑动变阻器的滑片滑至左端（选填左端或右端）．

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）根据小灯泡的额定电压和额定电流的大小来选择电压表和电流表的量程；根据变阻器全电阻越小时采用分压式接法时越方便调节来选择变阻器．
（3）为保护电路闭合开关前滑片应置于分压电路分压最小位置．

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，所测数据要从零开始，需要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，所以电路图选用图A．
（2）将电流表A₁和定值电阻D串联，改装后的电压表量程为U₁=0.3A（1Ω+19Ω）=6V
将电流表A₁和定值电阻E串联，改装后的电压表量程为U₂=0.3A（1Ω+150Ω）=45.3V
根据小灯泡的额定电压为4V，所以选择定值电阻D即可；
由于小灯泡的额定电流为：I=$\frac{P}{U}=0.5A$，可知电流表应选B；
由于采用分压式接法时，变阻器的电阻越小越方便调节，所以变阻器应选F；
（3）滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，应将图A电路中滑动变阻器的滑片滑至左端．
故答案为：（1）描绘灯泡的I-U图线所测数据从零开始，需要多测几组数据．
（2）D；B；F；
（3）左端；

点评 解答本题要明确：①应根据待测电阻的额定电压和额定电流大小来选择电压表与电流表的量程；②当要求电流从零调或变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法，并且全电阻越小时调节越方便．