Question

（2013?南通二模）描繪“6V，3W”燈泡的伏安特性曲線，提供了下列器材：
A．電壓表V（3V，內阻約3kΩ）
B．電流表A（0.6A，內阻約0.3Ω）
C．電阻箱R（0～99999.9Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～20Ω）；滑動變阻器R₂（0～100Ω）
F．待測燈泡L“6V，3W”
G．電源E（電動勢約8V、內阻較小）
H．開關、導線若干
（1）按照實驗需要，將電壓表的量程由3V擴大至6V．首先測量電壓表內阻，某同學采用了如圖甲所示的電路，閉合開關S，調節電阻箱阻值R_a=4870Ω時，電壓表指針剛好滿偏；再調節電阻箱阻值R_b=12720Ω時，電壓表指針在滿刻度的一半，則電壓表的內阻R_V=

2980

Ω；從理論上分析，實驗測得電壓表內阻值

大于

（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實值．
（2）圖乙是測量燈泡電流隨電壓變化的實物電路，請你用筆劃線代替導線完成電路連接（要求在閉合開關前，滑動變阻器滑動頭置于最左端）．
（3）實驗中，滑動變阻器應選擇

R₁

（選填“R₁”或“R₂”）．
（4）某同學根據實驗測得數據，描點作出燈泡伏安特性曲線如圖丙所示，根據圖線可求得燈泡在工作電壓是0.5V時的電阻值為

2.5

Ω；你認為該同學實驗選擇的測量點分布不均勻是

合理

（選填“合理”或“不合理”）的．

Answer 1

分析：（1）電源內阻很小，可以認為電壓表半偏時路端電壓不變，由歐姆定律列方程可以求出電壓表內阻；實際上，當電壓表半偏時，電路電流變小，路端電壓變大，電壓表半偏時的電壓表大于電壓表滿偏時電壓的一半，電壓表實際電壓偏大偏大，電壓表內阻的測量值大于真實值．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，滑動變阻器需要采用分壓接法，電流表采用外接法，據此連接電路圖．
（3）在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（4）由燈泡的I-U圖象求出燈泡電壓為0.5V時的電流，然后由歐姆定律求出燈泡電阻；由于燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，描繪燈泡伏安特性曲線時，所選擇的測量點可以不均勻分布，電壓小時測量點少些，電壓高時測量點多些．

解答：解：（1）設電壓表滿偏電流為I，電源電壓為U，則U=I（R_V+R_a），U=

I

2

（R_V+R_b），解得R_V=2980Ω；實驗測得電壓表內阻值大于真實值．
（2）電壓表與電阻箱串聯組成“新電壓表”，滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）為方便實驗操作，滑動變阻器應選R₁．
（4）由燈泡的I-U圖象可知，電壓0.5V所對應的電流為0.2A，此時燈泡電阻R=

U

I

=

0.5V

0.2A

=2.5Ω；由于燈泡電阻受溫度影響，實驗選擇的測量點分布不均勻是合理的．
故答案為：（1）2980；大于；（2）如圖所示；（3）R₁；（4）2.5；合理．

點評：本實驗考查了半偏法測電阻、連接實物電路圖、實驗器材的選擇、求電阻等問題；確定滑動變阻器與電流表的接法是正確連接實物電路圖的前提與關鍵．