Question

14．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的規(guī)格為“3.8V 0.3A”，除了開關(guān)、導(dǎo)線外，還有如下器材：
直流電源E：電動勢約6V，內(nèi)阻約0.5Ω
電流表A₁：量程0～500mA，內(nèi)阻約0.5Ω
電流表A₂：量程0～100mA，內(nèi)阻約4Ω
電壓表V：量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ
滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω，額定電流2.0A
滑動變阻器R₂：最大阻值100Ω，額定電流1.0A
（1）上述器材中，電流表應(yīng)選A₁，滑動變阻器應(yīng)選R₁．（填器材符號）
（2）某同學(xué)已連接如圖甲所示的電路，在閉合開關(guān)前，檢查發(fā)現(xiàn)有一處不當(dāng)之處，請指出并說明如何改正．滑動變阻器滑片位置不對，應(yīng)將滑片移到A端．

（3）不當(dāng)之處改正后，在電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為c（用圖中給出的導(dǎo)線符號表示）．
（4）通過實(shí)驗(yàn)得出了小燈泡的I-U圖線如圖乙，可知在小燈泡上的電壓為2.0V時(shí)，小燈泡的電阻是8Ω
（5）如果把該小燈泡直接接在電動勢是2V、內(nèi)阻是8Ω的電源上組成閉合回路，則通過小燈泡的電流為0.15A．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電流確定電流表的量程，從減小誤差角度和方便操作性角度確定滑動變阻器．
（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)使測量電路兩端的電壓為零，故滑片應(yīng)移到A處；
（3）由實(shí)物圖可知，只有導(dǎo)線c斷路，因?yàn)閏斷路后，變阻器變?yōu)橄蘖魇浇臃�，所以電流表與電壓表均不能調(diào)為零；
（4）直接從乙圖讀出小燈泡上的電壓為2.0V時(shí)，通過小燈泡的電流，利用歐姆定律求出此時(shí)小燈泡的電阻；
（5）根據(jù)閉合電路歐姆定律，在乙圖上作出電源U-I圖象，此圖象與電燈的伏安特性曲線的交點(diǎn)，表示電燈實(shí)際工作狀態(tài)，讀出交點(diǎn)的電壓和電流．

解答 解：（1）燈泡的額定電流是0.3A，可知選擇量程為500mA的電流表，即選擇A₁．
從測量的精確度考慮，滑動變阻器選擇總電阻為10Ω的誤差較小，即選擇R₁．
（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)使測量電路兩端的電壓為零，故滑動變阻器滑片位置不對，應(yīng)將滑片移到A端；
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器能控制電路說明電路是完好的，但電壓表及電流表無法調(diào)到零說明接成了限流接法，故應(yīng)該是c導(dǎo)線斷路；
（4）由圖乙可知，當(dāng)電壓為2V時(shí)，電流為0.25A，則電阻R=$\frac{2}{0.25}Ω=8Ω$；
（5）在小燈泡的I-U圖象中畫出表示電源的I-U圖線，如圖所示，讀出兩圖線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為通過小燈泡的電流，電流為：I=0.15A

故答案為：（1）A₁，R₁；
（2）滑動變阻器滑片位置不對，應(yīng)將滑片移到A端；
（3）c；     
（4）8；       
（5）0.15；

點(diǎn)評 解答本題的關(guān)鍵是掌握描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)的原理，以及器材選擇的方法，另外注意滑動變阻器分壓式和限流式的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷實(shí)驗(yàn)故障，掌握應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，通過作圖求解通過小燈泡的電流．