Question

6．小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性曲线（电压变化要求从零开始），研究小灯泡实际电阻值等问题．
A．电流表（0.6A，内阻约lΩ）
B．电压表（3V，内阻约1kΩ）
C．滑动变阻器（10Ω，l A）
D．滑动变阻器（100Ω，3A）
E．电源（4V，内阻不计）

（1）用笔画线代替导线，将图1中的实验仪器连成完整的实验电路．
（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用C．（填写器材序号）
（3）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于a 端（填“a”或“b”）．
（4）闭合开关，变阻器的滑片向b端移动，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为A，（填选项前的字母）
A．小灯泡灯丝断了
B．小灯泡被短接
C．滑动片接触不好（断路）
（5）排除故障后，小明完成了实验，并由实验数据画出小灯泡I-U图象如图2中实线所示．由图可确定小灯泡在电压为2.0V时，小灯泡的电阻值为11Ω（保留两位有效数字）．
（6）若I-U图中的虚线I或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实线相比，虚线II（填“I”或“Ⅱ”）才是真实的伏安特性曲线．

Answer 1

分析 （1）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路图．
（2）为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
（3）根据滑动变阻器的接法与电路图确定滑片的位置．
（4）根据电路故障与电路图分析电路故障原因；
（5）由图象求出小灯泡在电压为2.0V时的电流值，根据欧姆定律求出此时灯泡电阻阻值；
（6）根据实验电路图可知，由于电压表的分流作用，导致测量的灯泡的电流值偏大，即相同电压情况下，灯泡实际电流比测量值偏小，因此II是真实的伏安特性曲线

解答 解：（1）电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻很小约为几欧姆，电压表内阻约为几千欧姆，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示：
（2）滑动变阻器采用分压接法，应选择小电阻；故选：C
（3）测量电路与左半部分并联，为了让电流从零开始调节，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于a端．
（4）闭合开关，变阻器的滑片向b端移动时，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为：小灯泡灯丝断了，故选：A．
（5）由实线可知，当电压为2V时，电流约为0.18A，故对应的电阻为：R=$\frac{2}{0.18}$=11Ω；
（6）电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，导致测量的灯泡的电流值偏大，即相同电压情况下，灯泡实际电流比测量值偏小，因此II是真实的伏安特性曲线；
故答案为：（1）如图所示；（2）C；（3）a；（4）A；（5）11；（6）Ⅱ．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、求电压，确定滑动变阻器与电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键，电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器应采用分压接法．