Question

5．某實驗小組為了測定小燈泡的伏安特性曲線，選取了如圖甲所示的實驗器材，待測小燈泡的額定電壓為3.2V，要求測量范圍盡量大一些，并描繪出了小燈泡的伏安特性曲線．

（1）選取電源的電動勢4.0V，電源內(nèi)阻不計，同學(xué)們?yōu)榱司�確測量電壓，需要將量程1.0V的電壓表改裝為量程4.0V，已知1.0V電壓表的內(nèi)阻為1.2kΩ，需要給電壓表串聯(lián)（選填：串聯(lián)、并聯(lián)）一個R₀=3.6kΩ的定制的電阻．
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將儀器實物圖按實驗要求連接好．
（3）同學(xué)們正確實驗后描繪小燈泡伏安特性曲線如圖乙所示，由伏安特性曲線可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大（選填：增大、不變、減�。�．正常工作時燈絲電阻等于10.3Ω，額定功率是0.99W（均取兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）明確改裝原理，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可明確應(yīng)串聯(lián)的電阻；
（2）根據(jù)實驗原理進行分析，明確電路接法，從而正確連接實物圖；
（3）明確I-U圖象的性質(zhì)，知道圖象的斜率的意義，從而明確電阻的變化；并根據(jù)圖象明確額定電流，由歐姆定律求出電阻，根據(jù)功率公式求出功率．

解答 解：（1）根據(jù)改裝原理，要將電壓表量程擴大，應(yīng)串聯(lián)一個電阻，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，應(yīng)串接的電阻為：
R=$\frac{U}{\frac{{U}_{g}}{{R}_{g}}}$-R_g=$\frac{4}{\frac{1}{1200}}-1200$=3.6×10³Ω=3.6KΩ；
（2）本實驗中要求測量范圍大，所以應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時因燈泡內(nèi)阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法，連接實物圖如圖所示；
（3）I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，則由圖可知，電阻隨電壓的升高而增大；
當(dāng)電壓為3.2V時，電流約為0.3A，則內(nèi)阻為：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.2}{0.31}$=10.3Ω；
額定功率為：
P=UI=3.2×0.31=0.99W；
故答案為：（1）串聯(lián)；3.6；（2）如圖所示；（3）增大；10.3；0.99

點評 本題考查燈泡伏安特性曲線的實驗，要注意明確本實驗中采用滑動變阻器分壓接法以及電流表外接法，同時注意明確I-U圖象的性質(zhì)，能根據(jù)I-U圖象分析電阻的變化以及圖象的應(yīng)用，能根據(jù)圖象分析求解實際功率．