Question

6．小明同學(xué)用下列器材描繪額定電壓為3.0V的小燈泡伏安特性曲線（電壓變化要求從零開始），研究小燈泡實(shí)際電阻值等問題．
A．電流表（0.6A，內(nèi)阻約lΩ）B．電壓表（3V，內(nèi)阻約1kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（10Ω，lA）　
D．滑動(dòng)變阻器（100Ω，3A）
E．電源（4V，內(nèi)阻不計(jì)）
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的實(shí)驗(yàn)儀器連成完整的實(shí)驗(yàn)電路．

（2）在實(shí)驗(yàn)中，為了操作方便且能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用C（填寫器材序號(hào)）．
（3）開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于a　端（填“a”或“b”）．
（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)變阻器的滑片向b端移動(dòng)，電壓表的示數(shù)逐漸增大，電流表指針卻幾乎不動(dòng)，則電路的故障為A，（填選項(xiàng)前的字母）
A．小燈泡燈絲斷了B．小燈泡被短接C．滑動(dòng)片接觸不好（斷路）
（5）排出故障后，小明完成了實(shí)驗(yàn)，并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出小燈泡I-U
圖象如圖2中實(shí)線所示．由圖可確定小燈泡在電壓為2.0V是，小燈泡的電阻值為11Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（6）若I-U圖中的虛線Ⅰ或Ⅱ表示小燈泡真實(shí)的伏安特性曲線，與實(shí)線相比，虛線Ⅱ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）才是真實(shí)的伏安特性曲線．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后連接實(shí)物電路圖．
（2）為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
（3）根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接法與電路圖確定滑片的位置．
（4）根據(jù)電路故障與電路圖分析電路故障原因；
（5）由圖象求出小燈泡在電壓為2.0V時(shí)的電流值，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)燈泡電阻阻值；
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可知，由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致測(cè)量的燈泡的電流值偏大，即相同電壓情況下，燈泡實(shí)際電流比測(cè)量值偏小，因此II是真實(shí)的伏安特性曲線

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻很小約為幾歐姆，電壓表內(nèi)阻約為幾千歐姆，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(shí)物電路圖如圖所示：

（2）滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選C；
（3）滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，開關(guān)閉合前，分壓電路分壓應(yīng)為零，由圖示電路圖可知，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于a端．
（4）電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源的兩極連接的電路中無(wú)斷路；電流表指針幾乎不動(dòng)，說(shuō)明電路中電阻很大，電路可能存在斷路；閉合開關(guān)，變阻器的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)逐漸增大，電流表指針卻幾乎不動(dòng)，則電路的故障為：小燈泡燈絲斷了，故選A．
（5）根據(jù)燈泡的I-U圖象可知，當(dāng)燈泡的電壓為2V時(shí)，燈泡的電流為0.19A，燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0}{0.19}$≈11Ω；
（6）電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致測(cè)量的燈泡的電流值偏大，即相同電壓情況下，燈泡實(shí)際電流比測(cè)量值偏小，因此II是真實(shí)的伏安特性曲線；
故答案為：（1）如圖所示；（2）C；（3）a；（4）A；（5）11；（6）Ⅱ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電路故障分析、求電壓，確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵，電壓與電流從零開始變化時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法．