Question

14．某同学手中一个标有“4.8V 0.5A”手电筒电珠，欲探究电珠的伏安特性曲线，要求将电压表V与定值电阻R₀串联起来改装成5V的电压表，小灯泡两端电压从0至4.8V连续变化，测量尽可能地准确，除了导线和开关外，还提供了以下器材：
A．电流表A（量程0-0.6A，内阻约为0.25Ω）
B．电压表V（量程0-3V，内阻为3kΩ）
C．定值电阻R_v1=1kΩ
D．定值电阻R_v2=2kΩ
E．蓄电池E（电动势约为6V，内阻约为1Ω）
F．滑动变阻器R₁（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）
G．滑动变阻器R₂（阻值范围0-2kΩ，额定电流0.5A）
（1）定值电阻应选择D，滑动变阻器应选择F．（仪器前的字母序号）
（2）根据选择的实验器材，请你把实验电路原理图甲补充完整，并标明仪器代号．
（3）该同学按要求正确选择了仪器，绘出手电筒的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则手电筒电珠的电阻值随工作电压的增大而增大（填“不变”“增大”或“减小”）

Answer 1

分析 （1）根据改装原理可明确定值电阻的选择，根据滑动变阻器的作用可明确应选择的滑块变阻器；
（2）描绘灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器需要采用分压接法，电流表采用外接法，据此连接电路图．
（3）根据图象应用欧姆定律判断灯泡电阻如何变化．

解答 解：（1）将电压表与定值电阻串联后改装成5V的电压表来测量电珠的电压误差较小，定值电阻应选D．由于使小灯泡两端电压由0至4.8V连续变化，应采用分压电路，滑动变阻器阻值不宜太大，滑动变阻器应选F；
（2）电珠正常发光时的电阻R=$\frac{4.8}{0.5}$=9.6Ω，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{5000}{9.6}$≈520＞＞$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{9.6}{0.25}$≈38，因此采用电流表外接法，电路如图所示；

（3）该同学描绘出手电筒电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，图象每一点到原点的连线的斜率等于电阻的倒数，电压的增大，每一点到连线的斜率减小，则手电筒电珠的电阻随工作电压的增大而增大．
故答案为：（1）D； F； （2）如图所示； （3）增大．

点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理知道本实验应采用分压接法和电流表外接法，同时注意明确电表的改装原理和应用．