Question

15．某同學欲采用下列器材研究一個額定電壓為2.5V的小燈泡（內阻約為6Ω）的伏安特性曲線．
A．直流電源（3V，內阻不計）；
B．電流表（0～0.6A，內阻約為0.13Ω）；
C．電壓表（0～3V，內阻約為3kΩ）；
D．電壓表（0～15V，內阻約為15kΩ）；
E．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流為2A）；
F．滑動變阻器（0～1000Ω，額定電流為0.5A）；
G．開關、導線若干．
（1）為了減小測量誤差，電壓表應選用C，滑動變阻器應選用E．（選填序號）  
（2）該同學選擇電流表外接法，且要求小燈泡兩端電壓變化范圍盡量大些．請在如圖甲虛線框中畫出正確的實驗電路圖．
（3）閉合開關，逐次改變滑動變阻器滑片的位置，其中某組電流表、電壓表的示數如圖乙所示．則I_A=0.24A，U_V=1.50V．

（4）該同學在處理實驗數據時，在如圖丙所示的I-U坐標圖上已描好了點，請你在圖丙中繪制出小燈泡的I-U圖線．
（5）該同學連接電路的實物圖如圖丁所示，請指出他的電路接線中的一處錯誤：電流表用了內接法．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡額定電壓選擇電壓表，為方便實驗操作應選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據實驗原理與實驗要求確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）明確電表量程，根據最小分度確定應保留的位數；
（4）根據描點法可明確對應的I-U圖象；
（5）根據實物電路圖分析答題．

解答 解：（1）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表應選C，為方便實驗操作，滑動變阻器總阻值較小的E．
（2）描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，燈泡正常發光時的電阻約為幾歐姆，電流表內阻約為0.13Ω，電壓表內阻約為3kΩ，電壓表內阻遠大于燈泡電阻，電流表應采用外接法，電路圖如圖所示：
（3）電流表量程為0.6A，最小分度為0.02A，則讀數為0.24A；
電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，則讀數為1.50V；
（4）根據描點法可明確對應的I-U圖象；
（5）由圖可知，實物圖中電流表采用了內接法，而根據原理可知，本實驗應采用電流表外接法；
故答案為：（1）C　E　
（2）如圖所示　
（3）0.24　1.50
（4）如圖所示
（5）電流表用了內接法

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路圖、連接實物電路圖，要正確實驗器材的選擇原則，確定滑動變阻器與電流表的接法是正確設計電路的關鍵．