Question

3．某实验小组为了描绘一只“4V 2W“的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外还准备了以下器材可供选择：
Α．电流表Α，（量程0.6A，内阻约为1Ω）
Β．电流表Α₂ （量程3．OA，内阻约为0.2Ω）
C．电压表V₁（量程5V，内阻约为5kΩ）
D．电压表V₂（量程15.0V，内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器R₁（最大电阻为500Ω，额定电流500mA）
F．滑动变阻器（最大电阻为10Ω，额定电流2.0Α）
G．电源（电动势为6.0V，内阻约为1.5Ω）

（1）实验中所用的电流表应选A；电压表选C；滑动变阻器应选F．（只需填器材前面的字母代号）
（2）将图甲中的实物连接成实验所需的电路（有两根导线已经接好）．实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最左端．（填“左”或“右”）
（3）经过正确的操作，测得的数据如表：请在图乙中描点画出小灯泡的U-I曲线．

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.1	2.8	3.2	3.6	4.0
0	0.12	0.22	0.30	0.36	0.40	0.43	0.46	0.48	0.49	0.50

Answer 1

分析 （1）选择器材的原则是安全、精确，通过小灯泡的额定电压和额定电流从精确的角度选择电压表和电流表的量程，从测量误差大小的角度选择合适的滑动变阻器．
（2）通过灯泡的电阻是大电阻还是小电阻判断电流表的内接法还是外接法．电压和电流需从0开始测起，滑动变阻器采用分压式接法．闭合电键时，要让测量电路处于短路状态，使得初始状态电压和电流为零．
（3）用平滑的曲线描点作图．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为4V，则电压表的量程选用5.0V的，灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{4V}$=0.5A，则电流表量程选用0.6A的，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，应选用最大阻值为10Ω的滑动变阻器．故选A、C、F．
（2）灯泡正常工作时的电阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{4}^{2}}{2}$=8Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为5kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表采用外接法；描绘灯泡伏安特性曲线电压和电流需从0开始测起，所以滑动变阻器需采用分压式接法，电路图如图所示：

滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最左端．
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：
．
故答案为：（1）A；C；F；（2）如图所示；左；（3）图象如图所示．

点评 解决本题的关键掌握器材选取的原则，掌握滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，以及电流表内外接的区别．