Question

18．为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室可供选择的器材如下：
A．待测小灯泡（6V  500mA）
B．电流表A（0-0.6A 内阻约0.5Ω）
C．电压表V（0-3V 内阻5kΩ）
D．滑动变阻器R₁（0-lkΩ 100mA）
E．滑动变阻器R₂（0-5Ω 1.5A）
F．电阻箱R₃（0-9999.9Ω）
G．直流电源E（约6V，内阻不计）
H．开关S，导线若干

（1）将电压表量程扩大为6V，与它串联的电阻箱的阻值应调为5 kΩ．
（2）图中画出了实验的部分电路，请你补全电路图；滑动变阻器应选用R₂（选填“R_l“或“R₂“）．
（3）实验中，变阻器滑动触头P在ab间移动时，发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化，则电路中出现的故障可能是ac间断路
（4）排除故障后，测量出多组数据以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．若电压表V的实际阻值大于5kΩ，则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的上方（选填“上方“或“下方“）．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律求解与电压表串联的电阻箱的阻值．
（2）为使测量尽量准确，要求进行多次测量，滑动变阻器采用分压接法，选择小电阻；
（3）实验中，变阻器滑动触头P在ab间移动时，发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化，即滑动变阻器没有采用分压式接法．
（4）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）电压表V（0-3V 内阻5kΩ），将电压表量程扩大为6V，根据欧姆定律应有：（R+5）×$\frac{3}{5}$=6V，代入数据可得R=5kΩ，即电阻箱的阻值应调为5kΩ．
（2）为使测量尽量准确，要求进行多次测量，滑动变阻器采用分压接法，选择小电阻，即选R₂，
由于灯泡电阻远小于电压表内阻，所以采用电流表外接法，电路图：

（3）实验中，变阻器滑动触头P在ab间移动时，发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化，即滑动变阻器没有采用分压式接法．
则电路中出现的故障可能是ac间断路，即滑动变阻器变成了限流式接法．
（4）若电压表V的实际阻值大于5kΩ，所以导致测量的灯泡的电压值偏大，即相同电流情况下，灯泡实际电压比测量值偏小，
则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的上方．
故答案为：（1）5；（2）电路图如图所示；R₂；（3）ac间断路；（4）上方．

点评 本题考查了电压表的改装、连接实物电路图、实验器材选择、电路故障分析、实验数据处理等问题；解决本题的关键掌握器材选择的原则，以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，电流表内外接的区别．