Question

（2008?汕頭二模）某實(shí)驗(yàn)小組要描繪一個(gè)標(biāo)有“3.8V，1W”的小燈珠R_L的伏安特性曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：
A．電壓表V（量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ）
B．直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）
C．電流表A₁（量程250mA，內(nèi)阻約為2Ω）
D．電流表A₂（量程500mA，內(nèi)阻約為1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～10Ω）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～200Ω）
（1）為了使調(diào)節(jié)方便，測(cè)量的準(zhǔn)確度較高，應(yīng)選用電流表為

A₂

；滑動(dòng)變阻器為

R₁

．（填寫儀器符號(hào)）
（2）要求實(shí)驗(yàn)中小燈珠電壓從零逐漸增大到額定電壓，測(cè)量誤差盡可能小．請(qǐng)你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，并在圖中標(biāo)出器材的符號(hào)，畫在下面方框中．
（3）下面曲線是該學(xué)習(xí)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該燈珠的伏安特性曲線．請(qǐng)求出小燈珠在電壓為1.00V和2.00V時(shí)的電阻值并說(shuō)明它們大小不同的原因．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字．）
（4）某小組按實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)出正確電路圖并正確連線后，合上電鍵，慢慢增大小燈珠的電壓，發(fā)現(xiàn)剛開始時(shí)兩電表均有讀數(shù)，但小燈珠不會(huì)發(fā)光，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析原因：

燈絲發(fā)出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，因此它不亮

．

Answer 1

分析：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；
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．
剛開始通過(guò)小燈珠的電流很小時(shí)，根據(jù)焦耳定律Q=I²R求解．

解答：解：（1）由P=UI得，燈泡的額定電流I=0.263A，所以電流表選擇D．電流表A₂（量程300mA，內(nèi)阻約為1Ω），變阻器用分壓接法，應(yīng)選小阻值的E．
（2）燈泡內(nèi)阻R=

U2

P

=14.44Ω，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）由圖可知：U₁=1.00 V時(shí)，I₁=0.150A
U₂=2.00V時(shí)，I₂=0.245A（±0.002A），
得RL1=

U1

I1

=6.7ΩRL2=

U2

I2

=8.0Ω(±0.1Ω)
由于小燈珠兩端的電壓升高時(shí)，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致燈絲電阻變大，所以有：R_L2＞R_L1
（4）剛開始通過(guò)小燈珠的電流很小時(shí)，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，燈絲發(fā)出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，因此它不亮．
故答案為：
（1）A₂；R₁
（2）滑動(dòng)變阻器分壓接法；電流表外接 
（3）由于小燈珠兩端的電壓升高時(shí)，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致燈絲電阻變大，所以有：R_L2＞R_L1
（4）燈絲發(fā)出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，因此它不亮．

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．