Question

18．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“2.7V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：
直流电源（电动势3.0V，内阻不计）
电流表A₁（量程3A，内阻约0.1Ω）  电流表A₂（量程600mA，内阻约5Ω）
电压表V₁（量程3V，内阻约3kΩ）   电压表V₂（量程15V，内阻约200kΩ）
滑动变阻器R₁（阻值0-5Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R₂（阻值0-100kΩ，额定电流300mA）

（1）为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，该实验中，电流表应选择A₂（填“A₁”或“A₂”），电压表应选择V₁（填“V₁”或“V₂”），滑动变阻器应选择R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）请根据满足实验要求的电路图把图1中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．
（3）某同学根据实验数据在图2所示的方格纸上已经描好点，请作出该灯泡的伏安特性曲线，根据该曲线可以判断：随电压的增大，灯泡的电阻增大（填增大、减小或不变）

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压和额定电流选择电压表和电流表，电路采用滑动变阻器分压接法，为了方便调节，变阻器应选阻值小的；
（2）灯泡的电阻较小，因此电流表要外接；实验要求电压表从零开始变化且多取几组数据，故电路采用滑动变阻器分压接法，将实物图连接即可；
（3）用平滑的曲线作出该灯泡的伏安特性曲线，从图线判断随电压的增大，灯泡的电阻的变化．

解答 解：（1）灯泡标有“2.7V 1.5W”，则小灯泡的额定电流${I}_{额定}=\frac{{P}_{额定}}{{U}_{额定}}=\frac{1.5}{2.7}A≈0.556A=556mA$
故电流表选择量程600mA即可，电流表选A₂；
灯泡的额定电压为2.7V，则电压表量程选择3V，电压表选V₁；
实验要求电压表从零开始变化且多取几组数据，故电路采用滑动变阻器分压接法，为了方便调节，变阻器应选阻值小的，因此滑动变阻器应选 R₁；
（2）灯泡的电阻较小，因此电流表要外接；实验要求电压表从零开始变化且多取几组数据，故电路采用滑动变阻器分压接法，连接出来的实物图如图1所示；
（3）用平滑的曲线连接描好的点，作出该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据该曲线可以判断：随电压的增大，灯泡的电阻增大；
故答案为：（1）A₂；  V₁；    R₁；
（2）连接的实物电路图如图1所示；
（3）伏安特性曲线如图2所示； 增大．

点评 解答本题的关键是明确实验目的和原理，注意电流表内外接法的判断，一般原则是：小电阻，采用电流表外接法；大电阻，采用电流表内接法；简称“小外大内”的规律，以及滑动变阻器是采用分压接法还是限流接法，要根据实验的具体要求进行判断，如果要求从0开始测量，就一定要用滑动变阻器的分压接法．