Question

9．為了描繪小燈泡的伏安特性曲線，實驗室可供選擇的器材如下：

A．待測小燈泡（6V　500mA）
B．電流表A（0～0.6A　內(nèi)阻約0.5Ω）
C．電壓表V（0～3V　內(nèi)阻5kΩ）
D．滑動變阻器R₁（0～1kΩ　100mA）
E．滑動變阻器R₂（0～5Ω　1.5A）
F．電阻箱R₃（0～9 999.9Ω）
G．直流電源E（約6V，內(nèi)阻不計）
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
（1）因電壓表量程不夠，為將其量程擴大為6V，現(xiàn)需要用一電阻箱與之串聯(lián)進行改裝，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為5000Ω．
（2）圖1中畫出了實驗的部分電路，請你補全電路圖；滑動變阻器應(yīng)選用R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（3）開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于a（填“a”或“b”）端．
（4）測量出多組數(shù)據(jù)，以燈泡兩端的電壓U為橫軸，電流表的示數(shù)I為縱軸，描點作出小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．由此可以看出，小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．若電壓表V的實際阻值小于5kΩ，則小燈泡實際的伏安特性曲線應(yīng)在所畫圖線的下方（填“上方”或“下方”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆定律求解與電壓表串聯(lián)的電阻箱的阻值．
（2）為使測量盡量準(zhǔn)確，要求進行多次測量，滑動變阻器采用分壓接法，為方便實驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器；
（3）明確實驗要求，滑片開始時應(yīng)置于測量電路電壓為零處；
（4）根據(jù)圖象的性質(zhì)可分析燈泡電阻的變化，再根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分析測量值與真實值間的關(guān)系，從而明確測量圖象與真實圖象間的關(guān)系．

解答 解：（1）電壓表V（0-3V 內(nèi)阻5kΩ），將電壓表量程擴大為6V，根據(jù)歐姆定律應(yīng)有：（R+5）×$\frac{3}{5}$=6，代入數(shù)據(jù)可得：R=5kΩ，即電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為5000Ω．
（2）為使測量盡量準(zhǔn)確，要求進行多次測量，滑動變阻器采用分壓接法，選擇小電阻，即選R₂，由于燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以采用電流表外接法，電路圖如圖所示；為了便于調(diào)節(jié)控制，滑動變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的R₂；
（3）實驗開始時測量部分電壓應(yīng)從零開始調(diào)節(jié)，因此滑片開始時的位置應(yīng)置于a端；
（4）由圖可知，燈泡電阻隨著電壓的增大而增大，則說明電阻隨溫度的增大而增大；
若電壓表V的實際阻值小于5kΩ，所以導(dǎo)致測量的燈泡的電壓值偏小，即相同電流情況下，燈泡實際電壓比測量值偏大，則小燈泡實際的伏安特性曲線應(yīng)在所畫圖線的下方．
故答案為：（1）5000
（2）R₂
（3）a
（4）增大，下方

點評 本題考查伏安法描繪燈泡的伏安特性曲線的實驗，解決本題的關(guān)鍵掌握器材選擇的原則，以及知道滑動變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，明確電流表內(nèi)外接的區(qū)別，并能正確分析燈泡的伏安特性曲線．