题目内容

8.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.现有如下器材:
直流电源(电动势3.0V,内阻不计)
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)
滑动变阻器R2(阻值0~1kΩ,额定电流300mA)
(1)在该实验中,电流表应选择A2(选填“A1”或“A2”),电压表应选择V1(选填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择R1(选填“R1”或“R2”).
(2)某同学用导线a、c、d、e、f、g和h连接成如图1所示的电路,请在图2方框中完成实验的电路图.
(3)该同学连接电路后检查所有元器件都完好,经检查各部分接触良好.但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线为h.
(4)由于电表内电阻的影响,本实验中电压表的示数等于(填写“大于”、“等于”、“小于”)小灯泡两端的电压,电流表的示数大于(填写“大于”、“等于”、“小于”)流过小灯泡的电流;电压表的内电阻对测量结果有(填写“有”、“无”)影响,电流表的内电阻对测量结果无(填写“有”、“无”)影响.

分析 1、根据灯泡的额定电压及功率可得出通过灯泡的电流,则可选择电流表;根据实验的接法及滑动变阻器的应用可选出滑动变阻器;
2、根据实验的原理可选了正确的滑动变阻器及电流表的接法;
3、根据电路中的现象,利用电路原理可知哪个地方发生了断路;
4、电流表外接法,由于电压表的分流作用,使电流表测的电流大于流过电阻的电流,由R=$\frac{U}{R}$知测量值小于真实值;待测电阻越小,电压表的分流作用越小,电流表测的电流越接近流过电阻的真实值,实验误差越小.

解答 解:(1)由P=UI可知,I=$\frac{P}{U}$=500mA;为了安全和准确,电流表应选择A2;灯泡的额定电压为3V,直流电压表选择3V量程的误差较小,即选V1.
因本实验中应采用分压接法,故滑动变阻器应选R1;
(2)因测量小灯泡的伏安特性曲实验中要求电压从零开始调节,故滑动变阻器应采用分压接法;同时因灯泡内阻较小,故电流表采用外接法;原理图如下;
(3)由题意可知,电路中有电流但不能调零,且灯泡亮度发生变化,说明滑动变阻器接成了限流接法,故说明h导线发生了断路;
(4)由于电表内电阻的影响,本实验中电压表的示数等于小灯泡两端的电压,大于电流表的示数大于流过小灯泡的电流;
电压表的内电阻对测量结果有影响,电流表的内电阻对测量结果无影响.
故答案为:(1)A2、V1、R1
(2)如图
(3)h
(4)等于、大于、有、无

点评 描绘小灯泡的伏安持性曲线实验中要注意实验中的原理及接法;要求学生熟练应用分压接法.
为了减小误差:1、当待测电阻阻值远小于电压表内阻时,用外接法.2、当电流表内阻阻值远小于待测电阻阻值时,使用内接法.

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