Question

11．為了更好的掌握知識(shí)，課后物理興趣小組準(zhǔn)備用伏安法測(cè)量標(biāo)有“4V，2W”字樣的小燈泡的伏安特征曲線．實(shí)驗(yàn)室備有下列器材可供選用：
A．電壓表V₁（0～10V，內(nèi)阻約20kΩ）
B．電壓表V₂（0～5V，內(nèi)阻約10kΩ）
C．電流表A₁（0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω）
D．電流表A₂（0～0.3A，內(nèi)阻約1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，2A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（0～100Ω，0.2A）
G．學(xué)生電源（直流6V）、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線

（1）為了盡可能的準(zhǔn)確，使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，并要求從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù)；則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電壓表B，電流表C，滑動(dòng)變阻器E．（填器材的前方選項(xiàng)符號(hào)，如A，B）
（2）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求在圖1里畫(huà)出電路圖．
（3）P為圖2中圖象上的點(diǎn)，PN為圖象上P點(diǎn)的切點(diǎn)、PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻約為5.33Ω（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

Answer 1

分析 （1）儀表的選擇應(yīng)本著安全準(zhǔn)確的原則；電壓表要測(cè)量燈泡兩端的電壓，故應(yīng)通過(guò)燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過(guò)燈泡的電流判斷需要的電流表；由題意判斷需要的滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的不同作用，結(jié)合題意選擇滑動(dòng)變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內(nèi)阻間的大小關(guān)系確定電流表的接法．
（3）根據(jù)電阻的定義R=$\frac{U}{I}$，明確P點(diǎn)的電壓和電流，即可求得電阻大小．

解答 解：（1）因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確；故只能選用B電壓表；由P=UI得，燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2}{4}$A=0.5A，故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選C；
變阻器用分壓接法，應(yīng)選小阻值的E．
（2）燈泡內(nèi)阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{16}{2}$=8Ω，電壓表遠(yuǎn)大于燈泡內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法；
而由題意要求可知，電壓從零開(kāi)始變化，并要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，
電路圖如圖所示：
（3）對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4}{0.45}$=5.33Ω，
故答案為：（1）B，C，E；（2）如圖所示；  （3）5.33

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)中的儀表選擇及接法的選擇；應(yīng)注意滑動(dòng)變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應(yīng)用，同時(shí)還應(yīng)明確內(nèi)外接法的不同及判斷．注意燈泡伏安特性曲線為曲線，不能根據(jù)斜率求解，只能根據(jù)歐姆定律求出對(duì)應(yīng)的電阻．