Question

為了研究“3.8V，0.3A“小燈泡的電阻隨電流變化的規律，某同學測量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流的關系．實驗室可以提供的器材如下：
①直流電源E（電動勢約4V，內阻可不計）；
②電流表A（量程為0-0.6A，內阻約0.5Ω）；
③電壓表v（量程為0-5V，內阻約20kΩ；
④滑動變阻器R₁（阻值0-10Ω，額定電流2A）；
⑤滑動變阻器R₂（阻值0-200Ω，額定電流1.5A）；
⑥電鍵S及導線若干．
實驗測得的數據記錄在下表中：

U/V	0	0.30	1.00	1.70	2.40	3.10	3.80
I/A	0	0.074	0.164	0.210	0.250	0.284	0.300

（1）請在圖1坐標紙上畫出小燈泡的U-I圖線．
（2）應選擇的滑動變阻器為（填寫儀器符號）：

 

．
（3）根據以上條件在虛線框中畫出符合要求的實驗電路圖，并在圖2中標出器材的符號．
（4）試求：電壓為1.50V和2.80V時小燈泡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．）

Answer 1

分析：描繪伏安特性曲線時，首先要注意坐標標度的選取，要使所描的各點能充滿整個坐標紙；要用平滑的曲線將個點連起來．
根據題意，由小燈泡電阻遠小于電壓表內阻，電流表應用外接法，因要求電流或電壓從零調，變阻器應用分壓式接法．

解答：解：（1）小燈泡的U-I圖線如圖a
（2）為了實驗操作方便，電表讀數變化明顯，所以采用較小的阻值的滑動變阻器，即選R₁
（3）根據題意，由小燈泡電阻遠小于電壓表內阻，電流表應用外接法，因要求電流或電壓從零調，變阻器應用分壓式接法，電路圖b所示．



（4）由圖可知：U₁=1.50V時，I₁=0.200A，
U₂=2.80V時，I₂=0.275A，
得：R_L1=7.5Ω  R_L2=10Ω
由于小燈泡兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導致燈絲電阻變大．所以有：R_L2＞R_L1． 
故答案為：（1）如圖
（2）R₁
（3）如圖
（4）由于小燈泡兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導致燈絲電阻變大．所以有：R_L2＞R_L1．

點評：畫圖象描點時要適當選取標度，盡量使所描的各點能占據整個坐標紙，這樣可使測量誤差相對小些；變阻器采用分壓式接法能使電流和電壓從零調起；當電壓表內阻較大時，電流表應用外接法接法．