Question

現要測定一個額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡的伏安特性曲線，要求所測電壓范圍為0.1V～4V．現有器材：
A．直流電源E：電動勢4.5V，內阻不計；
B．電壓表V：量程4.5V，內阻約為4×10⁴Ω；
C．電流表A₁：量程250mA，內阻約為2Ω；
D．電流表A₂：量程500mA，內阻約為1Ω；
E．滑動變阻器R₁：阻值范圍0-10Ω，額定電流2A；
F．滑動變阻器R₂：阻值范圍0-200Ω，額定電流0.5A；
G．電鍵S，導線若干．
（1）如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是

A₂

（填“A₁”或“A₂”），
應該選用的滑動變阻器是

R₁

（填“R₁”或“R₂”）；
（2）完成實物圖的連接；
（3）通過實驗得到如下部分數據（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓），

I/A	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

分析表格中的小燈泡的I-U數據，可知小燈泡的電阻隨電流變大而變大，原因是

電流越大燈絲溫度越高，電阻率變大，從而電阻變大

．

Answer 1

分析：選擇器材需安全、精確，通過小燈泡的額定電流確定出電流表的量程．通過比較燈泡的電阻與電流表內阻和電壓表內阻的關系，確定電路的選擇，若燈泡的電阻遠小于電壓表的內阻，采取外接法，若燈泡的內阻遠大于電流表的內阻，采用內接法．

解答：解：（1）小燈泡的額定電流I=

P

U

=0.4A=400mA，故電流表應選量程為500mA的，即A₂；滑動變阻器阻值太大，不便調節，所以選用的滑動變阻器是R₁．
（2）小燈泡的電阻R=

U2

P

=10Ω，由于R?R_V，故應選電流表外接法．
要求所測電壓范圍為0.1V～4V．所以滑動變阻器采用分壓式接法．
實物圖為：

（3）小燈泡的電阻隨電流變大而變大，原因是電流越大燈絲溫度越高，電阻率變大，從而電阻變大．
故答案為：（1）A₂、R₁；（2）如圖；（3）電流越大燈絲溫度越高，電阻率變大，從而電阻變大．

點評：電學實驗變化多樣，是高考必考內容，解答的前提是明確實驗原理、正確進行儀器選擇、掌握安培表內外接法和滑動變阻器的分壓、限流接法等．