二零二一年全国甲卷理综答案

一、问题如下

主题：有同学用伏安法映射出额定电压6V、额定功率3W的小灯泡伏安法特性曲线，实验所用电压表内阻约为6k，电流表内阻约为1.5 。

实验有图( a )和( b )两个电路图。

)1)实验得到的电流I与电压u的关系曲线如图( c )，该同学选择的电路图如图() )“a”或“b”。

)2)选择其他电路图进行实验时，在答题卡上给出的图上用实线描绘实验中应得到的关系曲线的图像。

二.考查知识点

本文主要讨论伏安法测定小灯泡的伏安特性，涉及电流表内外接两种解法的理解和应用。

三.详细解析

电流计的内部连接还是外部连接，是电气实验中经常被调查的知识点。 虽然不同的老师的判断方法可能不完全相同，但是是以一个核心点为中心进行说明和判断的。 那就是：

电流计比电压表更接近理想电流计，而电压表不太接近理想电流计时，选择电流计内插法以减小实验误差。

相反，如果电压表相对于电流计接近理想电压表，而电流计又不接近理想电流计，则选择电流计的外接方法以减小实验误差。

具体来说，可以比较两个比。 也就是说，电压表的内部电阻之比、测量对象电阻之比和电流计的内部电阻之比。 前者较大时，电压表的电阻值较大，电压表接近理想电压表。

这个时候，我们使用电流计的外接法。

如果后者较大，表示电流计的电阻值比较小，电流计接近理想的电流计，使用电流计的内插法。

关于这个主题：

小灯泡的电阻为U^2/P=12

电压表内阻比为：测量阻值比=6000/12=500。

测量电阻内阻与电流计之比=12/1.5=8

很明显，500大于8，所以电压表接近理想的电压表。 想要减小实验误差时，选择电流计的外部连接法测量小灯泡的伏安特性曲线。

从右图中可以看出，当电压为6V时，如果相应的电流为500mA，则电路中的电阻为12，小灯泡正常发光。

b图情况下，电压表显示数为6V时，小灯泡两端的电压不足以保证小灯泡正常发光，电流表显示数也不是500mA，应选择A电路。

如果选择另一个电路图进行实验，也就是置换为图b进行实验，因为电压表是内置的，所以如果与a图相同的电压表的读数，例如6V，电流表的显示数必须小于500mA。 也就是说，

电流和时间的绘图相对于主题给定的图形略有下降。

另外，与500mA相对应的电压值大于6V。

图像如下所示。