Question

某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：

电压表V，量程0~5V，内阻约5kΩ

电流表A₁，量程0~500mA，内阻约0.5Ω

电流表A₂，量程0~-100mA，内阻约4Ω

滑动变阻器R₁，最大阻值10Ω，额定电流2.0A

滑动变阻器R₂，最大阻值100Ω，额定电流1.0A

直流电源E，电动势约6V，内阻可忽略不计

(1)上述器材中，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________(填写所选器材的字母符号)。

(2)该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：

①__________________________________________________________________；

②__________________________________________________________________。

(3)该同学校正电路后，经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而___________(选填“不变”、“增大”或“减小”)

(4)该同学完成实验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上组成闭合回路。请你根据上述信息估算此时一只小灯泡的功率约为___________W(结果保留2位有效数字)。

Answer

A1 R1 电流表采用外接的方法 滑动变阻器采用分压的接法 增大 0.19W（0.17-0.21W）

【解析】

（1）灯泡额定电流为0.3A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1；

（2）由于灯泡内阻较小，为了减小实验误差，故只能采用电流表外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压接法；该电路中电流表采用内接法以及限流接法，故要改为电流表外接法和分压式接法。

（3）I−U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则可知，灯泡内阻随电压的增大而增大；

（4）设灯泡电压为U，电流为I，则两灯泡并联接在电源两端，由闭合电路欧姆定律可得：U=E−2Ir，代入数据可得：U=4.0−16I，在原伏安特性曲线图像中做函数U=4.0−16I的图线，交点代表每个灯泡两端的电压和流过每个灯泡的电流，如图所示：

则由图可知，灯泡的电压为1.00V，电流为0.19A，则灯泡的功率P=UI=1.0×0.19=0.19W。