Question

15．描繪小電珠的伏安特性曲線，所用小電珠的額定電壓是3.8V．內(nèi)阻約為15Ω左右，所供器材如下：
電壓表V₁（量程0-6V，內(nèi)阻20kΩ）；   電壓表V₂（量程0-3V，內(nèi)阻10kΩ）；
電流表A₁（量程0-50mA，內(nèi)阻20Ω）；  電流表A₂（量程0-300mA，內(nèi)阻4Ω）；
滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為50Ω，額定電流為1A）；
滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為5000Ω，額定電流為0.2A）；
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻約0.5Ω）；    開關(guān)S，導(dǎo)線若干條

（1）在以上器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑�，在圖1中畫出電路圖，要求在圖上標(biāo)出所選器材的符號(hào)．所選器材為：V₂、A₂、R₁、電源E及導(dǎo)線；，畫出實(shí)驗(yàn)電路并按照實(shí)驗(yàn)電路連接圖2實(shí)物圖
（2）根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)如圖3所示．試在坐標(biāo)系中畫出該小電珠的伏安特性曲線，并從圖象中求出該小電珠的額定功率．
（3）該小電珠在1V電壓下不發(fā)光，當(dāng)時(shí)燈絲的實(shí)際電阻是多大？該小電珠在2V電壓下開始發(fā)出微弱的黃光，當(dāng)時(shí)燈絲的實(shí)際電阻又是多大？小電珠在不同電壓下的實(shí)際電阻為什么不相同？

Answer 1

分析 （1）由實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)接法可明確實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)的儀表及電路圖；再根據(jù)電路圖明確對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖即可；
（2）在坐標(biāo)系中畫出該小電珠的伏安曲線，小電珠的額定電壓是3.8V，讀出對(duì)應(yīng)的電流求出額定功率．
（3）讀出電壓為1V和2V時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的實(shí)際電阻．分析電阻不相同的原因．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，直流電壓表選擇3V量程的誤差較小，即選V₂．電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8}{15}$=250mA；故電流表選擇A₂；本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器選擇小電阻R₁；另外需要電源、開關(guān)及導(dǎo)線若干；故答案為：V₂、A₂、R₁、電源E及導(dǎo)線；對(duì)應(yīng)的原理圖如圖所示；實(shí)物圖如圖所示；

（2）用平滑的曲線將各點(diǎn)連接，對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示；
（3）由圖可知，當(dāng)電壓為3.8時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.28A，則功率P=UI=3.8×0.28=1.1W；
（4）該小電珠在1V電壓下不發(fā)光．當(dāng)時(shí)燈絲的實(shí)際電阻是R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1}{0.14}$=7.1Ω
該小電珠在2V電壓下開始發(fā)出微弱的黃光．當(dāng)時(shí)燈絲的實(shí)際電阻又是R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{2}{0.22}$=9.1Ω
小電珠燈絲的電阻率是隨溫度升高而增大的；所以電阻值不同．
故答案為：（1）V₂、A₂、R₁、電源E及導(dǎo)線；（2）如圖
（3）如圖所示；功率為1.1W；
（4）該小電珠在1V電壓下實(shí)際電阻是7.1Ω；該小電珠在2V電壓下絲的實(shí)際電阻為9.1Ω；小電珠燈絲的電阻率是隨溫度升高而增大的

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道滑動(dòng)變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，知道電流表內(nèi)外接的區(qū)別，以及知道誤差的來源