Question

【題目】伏安曲線是非線性電路元件的基本參數。某實驗小組描繪規格為“2.5V 0.6W”的小燈泡的伏安特性曲線。實驗室提供下列器材：

A．電流表A1（量程為0－300mA，內阻約1Ω）

B．電流表A2（量程為0－0.6A，內阻約0.5Ω）

C．電壓表V（量程為0－3V，內阻約5kΩ）

D．滑動變阻器R1（0－10Ω，額定電流1.5A）

E．滑動變阻器R2（0－1kΩ，額定電流0.6A）

F．直流電源（電動勢3V，內阻不計）

G．開關一個、導線足夠

（1）本實驗電流表應選擇__（填A1或A2）；滑動變阻器應選擇__（填R1或R2）。

（2）在圖（甲）虛線框中畫出電路圖。

（3）根據實驗數據，畫出小燈泡的I－U特性曲線如圖（乙）所示。圖線發生彎曲，其原因是_________________________________；根據圖線，小燈泡兩端電壓為1.50V時，其實際電阻為______Ω，功率P約為______W（結果保留2位有效數字）。

（4）如果實驗室只提供量程為0—2V，內阻為2000Ω的電壓表，需要將其改裝為量程是0—3V的電壓表，則需要______聯（填“串”或“并”）一個______Ω的電阻。

（5）由圖（乙）曲線推斷電阻隨電壓變化曲線與下圖哪一個比較接近（______）

Answer 1

【答案】A1 R1 金屬電阻率隨溫度升高而增大 7.5 0.30 串 1000 D

【解析】

（1）小燈泡的規格為“2.5V 0.6W”，由P=IU可知：額定電流I=0.24A=240mA，電流表選A1即可。描繪小燈泡伏安曲線的實驗電路采用分壓法，滑動變阻器須選小的，所以滑動變阻器選R1。

（2）如圖：

（3）隨著電流與電壓的升高，小燈泡的功率變大，燈絲溫度升高，而金屬的電阻率隨溫度升高而增大，則小燈泡的電阻變大。而伏安曲線的圖線上任一點與原點連線的斜率的倒數為此時小燈泡的電阻，電阻變大，斜率就變小，所以圖線彎曲且偏向U軸。由圖可知：小燈泡兩端電壓為1.50V時，通過小燈泡的電流為0.20A。由部分電路的歐姆定律公式可知：實際電阻。由P=IU可知：功率P=0.30W。

（4）改裝成量程更大的電壓表，需要有電阻分走一部分電壓，所以要串聯一個電阻。滿偏時，滿足公式：，即，解得：=1000Ω.

（5）由圖乙可知：圖線上任一點與原點連線的斜率的倒數為此時小燈泡的電阻。一開始，隨著電壓的增大，電阻幾乎不變。在0.5V—1.0V之間圖線明顯彎曲，電阻明顯變大。1.0V之后圖像彎曲不明顯，電阻變化減緩。由上述可知：D圖比較接近。