Question

（2008?汕頭二模）某實驗小組要描繪一個標有“3.8V，1W”的小燈珠R_L的伏安特性曲線，所供選擇的器材除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇：
A．電壓表V（量程5V，內阻約為5kΩ）
B．直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計）
C．電流表A₁（量程250mA，內阻約為2Ω）
D．電流表A₂（量程500mA，內阻約為1Ω）
E．滑動變阻器R₁（阻值0～10Ω）
F．滑動變阻器R₂（阻值0～200Ω）
（1）為了使調節方便，測量的準確度較高，應選用電流表為

A₂

；滑動變阻器為

R₁

．（填寫儀器符號）
（2）要求實驗中小燈珠電壓從零逐漸增大到額定電壓，測量誤差盡可能小．請你為該實驗小組設計電路圖，并在圖中標出器材的符號，畫在下面方框中．
（3）下面曲線是該學習小組根據實驗的數據在方格紙上作出該燈珠的伏安特性曲線．請求出小燈珠在電壓為1.00V和2.00V時的電阻值并說明它們大小不同的原因．（結果保留2位有效數字．）
（4）某小組按實驗要求設計出正確電路圖并正確連線后，合上電鍵，慢慢增大小燈珠的電壓，發現剛開始時兩電表均有讀數，但小燈珠不會發光，請簡要分析原因：

燈絲發出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，因此它不亮

．

Answer 1

分析：儀表的選擇應本著安全準確的原則；電壓表要測量燈泡兩端的電壓，故應通過燈泡的額定電壓值判斷需要的電壓表；由流過燈泡的電流判斷需要的電流表；由題意判斷需要的滑動變阻器；
根據滑動變阻器分壓及限流接法的不同作用，結合題意選擇滑動變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內阻間的大小關系確定電流表的接法．
剛開始通過小燈珠的電流很小時，根據焦耳定律Q=I²R求解．

解答：解：（1）由P=UI得，燈泡的額定電流I=0.263A，所以電流表選擇D．電流表A₂（量程300mA，內阻約為1Ω），變阻器用分壓接法，應選小阻值的E．
（2）燈泡內阻R=

U2

P

=14.44Ω，電壓表遠大于燈泡內阻，應采用電流表外接法；
而由題意要求可知，電壓從零開始變化，并要多測幾組數據，故只能采用滑動變阻器分壓接法，而分壓接法中應選總阻值小的滑動變阻器，
電路圖如圖所示：
（3）由圖可知：U₁=1.00 V時，I₁=0.150A
U₂=2.00V時，I₂=0.245A（±0.002A），
得RL1=

U1

I1

=6.7ΩRL2=

U2

I2

=8.0Ω(±0.1Ω)
由于小燈珠兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導致燈絲電阻變大，所以有：R_L2＞R_L1
（4）剛開始通過小燈珠的電流很小時，根據焦耳定律Q=I²Rt可知，燈絲發出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，因此它不亮．
故答案為：
（1）A₂；R₁
（2）滑動變阻器分壓接法；電流表外接 
（3）由于小燈珠兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導致燈絲電阻變大，所以有：R_L2＞R_L1
（4）燈絲發出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，因此它不亮．

點評：本題考查實驗中的儀表選擇及接法的選擇；應注意滑動變阻器分壓及限流接法的區別及應用，同時還應明確內外接法的不同及判斷．