Question

20．某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（要求电压变化从零开始）．
A．电流表（0.6A，1Ω）        B．电压表（3V，1kΩ）
C．滑动变阻器（10Ω，1A）     D．电源（4V，内阻不计）

①请你在实物连接图（图甲）中把还需要连接的导线补上．
②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于左端（填“左”或“右”）．
③闭合开关，变阻器的滑片向右端移动，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为小灯泡断路．
④排除故障后，某次测量时电流表的指针位置如图乙所示，其读数为0.25A．
⑤小明完成实验后，由实验数据画出小灯泡I-U图象中实线所示（图丙）．由图可确定小灯泡在电压为2.0V时的电阻为11（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 ①该实验采用了滑动变阻器的分压接法和电流表的外接法，由此可正确连接实物图；
②开始实验之前，要使滑动变阻器的输出电压为零，根据电路图可知滑动变阻器的滑片应置于a端；
③电压表有示数，说明电压表的两个接线柱和电源的两极连接的电路中无断路；电流表指针几乎不动，说明电路中电阻很大，可能是断路了；
④由量程确定最小分度，则可求得指针示数；
⑤由图象求出小灯泡在电压为2.0V时的电流值，由欧姆定律可求得电阻大小；

解答 解：①该实验要求电压从零调节，因此滑动变阻器要采用分压接法，由于灯泡电阻很小，因此电流表要采用外接法，由此可正确连接实物图如下所示：
②开始实验之前，要使滑动变阻器的输出电压为零，根据电路图可知滑动变阻器的滑片应置于左端．
③电压表有示数，说明电压表的两个接线柱和电源的两极连接的电路中无断路；电流表指针几乎不动，说明电路中电阻很大，可能是断路了，故出现这种情况的可能性是小灯泡断路．
④本实验中电流表选择0.6A量程，电流表最小分度为0.02A；故指针的示数为：0.25A；
⑤根据灯泡的I-U图象可知，当灯泡的电压为2.0V时，灯泡的电流为0.175A，因此此时灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0}{0.175}$≈11Ω；
故答案为：①如图所示；  
②左，
③小灯泡断路．
④0.25，
⑤11

点评 本题考查了描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作，尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点，在平时中要加强训练