Question

20．一學(xué)習(xí)小組要用伏安法盡量準(zhǔn)確地描繪一個標(biāo)有“6V 1.5W”的小燈泡的I-U圖線，現(xiàn)有下列器材供選用：
A．學(xué)生電源（直流9V）
B．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干
D．電壓表（0～6V，內(nèi)阻約10kΩ）
F．電流表（（0～0.3A，內(nèi)阻約0.1Ω）
I．滑動變阻器（20Ω，2A）
（1）在圖1方框內(nèi)畫出實驗電路圖；
（2）對應(yīng)實驗電路圖圖2將實物連線補充完整
（3）該同學(xué)連接電路后檢查所有元件都完好，經(jīng)檢查各部分接觸良好，但閉合開關(guān)后，反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，但電壓表和電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則出現(xiàn)故障的原因的是：滑動變阻器采用限流接法；
（4）由于電表內(nèi)電阻的影響，本實驗中電壓表的示數(shù)等于（填寫“大于”、“等于”或“小于”）小燈泡兩端的電壓，電流表的示數(shù)（填寫“大于”、“等于”或“小于”）流過小燈泡的電流．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（2）根據(jù)電路圖連接實物電路圖．
（3）當(dāng)滑動變阻器采用分壓接法時電壓與電流可以從零開始變化，當(dāng)滑動變阻器采用限流接法時，電壓與電流不能從零開始變化．
（4）根據(jù)電流表的接法分析電壓與電流測量值與真實值間的關(guān)系．

解答 解：（1）描繪燈泡伏安特性曲線電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，
燈泡正常發(fā)光時的電阻：R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{6}^{2}}{1.5}$=24Ω，電流表內(nèi)阻約為0.1Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，實驗電路圖如圖所示：

（2）根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

（3）電路元件都完好，各部分接觸良好，閉合開關(guān)后，
反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，
電壓表和電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，
這是由于滑動變阻器采用限流接法造成的．
（4）電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表的示數(shù)等于燈泡兩端的電壓，
電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，電流表示數(shù)大于通過燈泡的電流；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）實物電路圖如圖所示；（3）滑動變阻器采用限流接法；（4）等于；大于．

點評 本題考查了設(shè)計實驗電路圖、連接實物電路圖、實驗故障分析、實驗誤差分析，根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法是設(shè)計實驗電路圖與連接實物電路圖的關(guān)鍵，電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器只能采用分壓接法．