Question

（1）某同學進行“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗，現備有下列器材：
小燈泡（銘牌4V，2W）
電池（電動勢4～6V），開關一個，導線若干，
電流表A1（量程0～600mA，內阻約0.01Ω）
電流表A2（量程0～3A，內阻約0.01Ω）
電壓表V1（量程0～6V，內阻約2KΩ）   
 電壓表V2（量程0～15V，內阻約20KΩ）  
滑動變阻器R₁（0～10Ω，額定電流2A）
滑動變阻器R₂（0～500Ω，額定電流1A）
小燈泡在正常發光時的電阻是

8

Ω，如果既要滿足測量要求，又要使測量誤差較小，電流表應選

A₁

，電壓表應選

V₁

，應選用的滑動變阻器是

R₁

（填器材的代碼）應選擇以下四個電路中的

丙

．
 
            甲                  乙                         丙                 丁
（2）該同學根據實驗數據作出伏安特性曲線如圖，可看出小燈泡電阻在變

大

（選填“大”或“小”），這是由于燈絲的電阻率隨

隨溫度升高而變大

（3）然后該同學又做測定該電池的電動勢和內阻的實驗，作出了如下的U-I圖線，則該電池的電動勢是

5

v，內阻是

0.5

Ω．如果不考慮該電池的內阻，用五個上述同樣的小燈泡串聯，與該電池相連，則每個小燈泡的功率是

0.3

w

Answer 1

分析：（1）由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是4V，額定功率是2W，由電功率的變形公式可以求出它正常發光時的電阻；根據燈泡額定電壓選擇電壓表，根據燈泡額定電流選擇電流表；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．描繪燈泡的伏安特性曲線，電流與電壓應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，根據燈泡電阻與電表內阻的關系確定電流表的接法，然后選擇電路圖．
（2）根據圖象，由歐姆定律判斷燈泡電阻如何變化；從溫度對電阻的影響分析原因．
（3）電源的U-I圖象與縱軸的交點值是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值是電源內阻；由串聯電路特點求出燈泡電壓，由燈泡的伏安曲線求出電壓所對應的電流，然后由P=UI求出燈泡的實際功率．

解答：解：（1）燈泡正常發光時的電阻為：R=

U 2 額

P額

=

(4V)2

2W

=8Ω
燈泡額定電流為：I=

P額

U額

=

2W

4V

=0.5A
所以電流表選A₁；燈泡額定電壓是4V，電壓表選V₁；為方便實驗操作，滑動變阻器應選R₁；
滑動變阻器應采用分壓接法，

R

RA

=

8Ω

0.01Ω

=800，

RV

R

=

2000Ω

8Ω

=250，

R

RA

＞

RV

R

，則電流表應采用內接法，故實驗電路圖選丙．
（2）由燈泡I-U圖象可知，隨電壓與電流的增大，燈泡電阻變大，于燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而變大．
（3）由電源的U-I圖象可知，電源電動勢為5V，內阻r=

△U

△I

=

5V-3V

4A

=0.5Ω；忽略電池內阻，五個燈泡與電源串聯組成閉合電路，每個燈泡兩端電壓為1V，由燈泡的I-U圖象可知，燈泡電壓為1V時，同過燈泡的電流為0.3A，則燈泡功率P=UI=1V×0.3A=0.3W．
故答案為：（1）8，A₁，V₁，R₁，丙；（2）大，隨溫度升高而變大；（3）5，0.5，0.3．

點評：本題考查了實驗器材的選擇、實驗電路的選擇、影響燈泡電阻的因素、求電源電動勢與內阻、求燈泡功率等問題；要掌握實驗器材的選取原則；確定滑動變阻器的接法與電流表的接法是選擇實驗電路圖的關鍵．