Question

（1）某同学进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，现备有下列器材：
小灯泡（铭牌4V，2W）
电池（电动势4～6V），开关一个，导线若干，
电流表A1（量程0～600mA，内阻约0.01Ω）
电流表A2（量程0～3A，内阻约0.01Ω）
电压表V1（量程0～6V，内阻约2KΩ）   
 电压表V2（量程0～15V，内阻约20KΩ）  
滑动变阻器R₁（0～10Ω，额定电流2A）
滑动变阻器R₂（0～500Ω，额定电流1A）
小灯泡在正常发光时的电阻是

8

Ω，如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，电流表应选

A₁

，电压表应选

V₁

，应选用的滑动变阻器是

R₁

（填器材的代码）应选择以下四个电路中的

丙

．
 
            甲                  乙                         丙                 丁
（2）该同学根据实验数据作出伏安特性曲线如图，可看出小灯泡电阻在变

大

（选填“大”或“小”），这是由于灯丝的电阻率随

随温度升高而变大

（3）然后该同学又做测定该电池的电动势和内阻的实验，作出了如下的U-I图线，则该电池的电动势是

5

v，内阻是

0.5

Ω．如果不考虑该电池的内阻，用五个上述同样的小灯泡串联，与该电池相连，则每个小灯泡的功率是

0.3

w

Answer 1

分析：（1）由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是4V，额定功率是2W，由电功率的变形公式可以求出它正常发光时的电阻；根据灯泡额定电压选择电压表，根据灯泡额定电流选择电流表；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．描绘灯泡的伏安特性曲线，电流与电压应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后选择电路图．
（2）根据图象，由欧姆定律判断灯泡电阻如何变化；从温度对电阻的影响分析原因．
（3）电源的U-I图象与纵轴的交点值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻；由串联电路特点求出灯泡电压，由灯泡的伏安曲线求出电压所对应的电流，然后由P=UI求出灯泡的实际功率．

解答：解：（1）灯泡正常发光时的电阻为：R=

U 2 额

P额

=

(4V)2

2W

=8Ω
灯泡额定电流为：I=

P额

U额

=

2W

4V

=0.5A
所以电流表选A₁；灯泡额定电压是4V，电压表选V₁；为方便实验操作，滑动变阻器应选R₁；
滑动变阻器应采用分压接法，

R

RA

=

8Ω

0.01Ω

=800，

RV

R

=

2000Ω

8Ω

=250，

R

RA

＞

RV

R

，则电流表应采用内接法，故实验电路图选丙．
（2）由灯泡I-U图象可知，随电压与电流的增大，灯泡电阻变大，于灯丝电阻受温度影响，随温度升高而变大．
（3）由电源的U-I图象可知，电源电动势为5V，内阻r=

△U

△I

=

5V-3V

4A

=0.5Ω；忽略电池内阻，五个灯泡与电源串联组成闭合电路，每个灯泡两端电压为1V，由灯泡的I-U图象可知，灯泡电压为1V时，同过灯泡的电流为0.3A，则灯泡功率P=UI=1V×0.3A=0.3W．
故答案为：（1）8，A₁，V₁，R₁，丙；（2）大，随温度升高而变大；（3）5，0.5，0.3．

点评：本题考查了实验器材的选择、实验电路的选择、影响灯泡电阻的因素、求电源电动势与内阻、求灯泡功率等问题；要掌握实验器材的选取原则；确定滑动变阻器的接法与电流表的接法是选择实验电路图的关键．