Question

14．某同學(xué)為研究小燈泡（最大電壓不超過2.5V，最大電流不超過0.55A）的伏安特性曲線，在實(shí)驗(yàn)室找到了下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．電壓表（量程是3V，內(nèi)阻是6kΩ）
B．電壓表（量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ）
C．電流表（量程是0.6A，內(nèi)阻是0.5Ω）
D．電流表（量程是3A，內(nèi)阻是0.1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～100Ω，額定電流為0.6A）
F．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～5Ω，額定電流為0.6A）
G．直流電源（電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻不計(jì)）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干

該同學(xué)設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）．

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表選C；電壓表選A；滑動(dòng)變阻器選F．（以上均填寫器材代號(hào)）
（2）請(qǐng)?jiān)谌鐖D1所示的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）在圖2坐標(biāo)紙中描出該小燈泡的伏安特性曲線；
（4）據(jù)圖中描出的伏安特性曲線可知，該小燈泡的電阻隨溫度而變化的情況為：小燈泡電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）關(guān)鍵是根據(jù)小燈泡的最大電流和最大電壓來選擇電流表和電壓表的量程；根據(jù)電流從零調(diào)可知滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選全電阻小的變阻器；
（2）關(guān)鍵是根據(jù)$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時(shí)電流表應(yīng)用外接法，否則應(yīng)用內(nèi)接法；
（3）采用描點(diǎn)法作圖；關(guān)鍵是認(rèn)真描點(diǎn)然后用平滑的曲線連線即可；
（4）根據(jù)圖象進(jìn)行分析，利用圖象的斜率分析電阻的變化情況．

解答 解：（1）由于通過小燈泡的最大電流為0.55A，所以電流表應(yīng)選C；
由于要求小燈泡最大電壓不超過2.5V，所以電壓表應(yīng)選A；
由于通過小燈泡的電流從零調(diào)，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，所以應(yīng)選全電阻小的變阻器F；
（2）由于滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，所以電流表應(yīng)用外接法，又變阻器應(yīng)采用分壓式，電路圖如圖所示：
?
（3）根據(jù)描點(diǎn)法畫出的I-U圖象如圖所示：

（4）由圖象可知，I-U圖象中圖象的斜率越來越小，說明小燈泡的電阻隨溫度升高而增大；
故答案為：（1）C   A；F．
（2）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖；
（3）伏安特性曲線如圖
（4）小燈泡電阻隨溫度升高而增大

點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪小燈泡伏安特性曲線的儀表選擇及數(shù)據(jù)處理；遇到電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題，應(yīng)注意“伏安法”中電流表內(nèi)外接法的選擇方法和滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法的條件．