Question

6．有一個小燈泡上標有“4V　2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小燈泡的U-I圖線．有下列器材供選用：
A．電壓表V₁（0～6V，內(nèi)阻約20kΩ）
B．電壓表V₂（0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
C．電流表A₁（0～0.3A，電阻約1Ω）
D．電流表A₂（0～10mA，內(nèi)阻約60Ω）
E．滑動變阻器R₁（5Ω，10A）
F．滑動變阻器R₂（100Ω，0.5A）
G．電阻箱R₀（0～999.9Ω）
（1）為使實驗順利進行，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應選用E，電壓表應選用A（用字母表示）．
（2）請在方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖，在圖中標出所選器材的字母．
（3）請寫出燈泡內(nèi)阻的表達式R=$\frac{U}{I}$；公式中各物理量的意義U為電壓表示數(shù)，I為電流表示數(shù)；．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，為方便實驗操作應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)實驗原理與燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后作出實驗電路圖；
（3）根據(jù)歐姆定律可得出燈泡內(nèi)阻的表達式．

解答 解：（1）燈泡額定電壓為4V，電壓表應選A，燈泡額定電流為0.5A，電流表應選D，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇E．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應選擇分壓接法，燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.5}$=8Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，電流表內(nèi)阻約為0.4Ω，電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖所示；

（3）電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表測量流過燈泡的電流，則可知，電阻R=$\frac{U}{I}$； U為電壓表示數(shù)，I為電流表示數(shù)；
故答案為：（1）E； A； （2）如圖所示； （3）

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路圖、連接實物電路圖，根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法是正確解題的關(guān)鍵．注意分壓和外接法的正確選擇．