题目内容

20．一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V 1.5W”的小灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用：
A．学生电源（直流9V）
B．开关一个、导线若干
D．电压表（0～6V，内阻约10kΩ）
F．电流表（（0～0.3A，内阻约0.1Ω）
I．滑动变阻器（20Ω，2A）
（1）在图1方框内画出实验电路图；
（2）对应实验电路图图2将实物连线补充完整
（3）该同学连接电路后检查所有元件都完好，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，但电压表和电流表的示数不能调为零，则出现故障的原因的是：滑动变阻器采用限流接法；
（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”或“小于”）小灯泡两端的电压，电流表的示数（填写“大于”、“等于”或“小于”）流过小灯泡的电流．

分析 （1）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出电路图．
（2）根据电路图连接实物电路图．
（3）当滑动变阻器采用分压接法时电压与电流可以从零开始变化，当滑动变阻器采用限流接法时，电压与电流不能从零开始变化．
（4）根据电流表的接法分析电压与电流测量值与真实值间的关系．

解答 解：（1）描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，
灯泡正常发光时的电阻：R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{6}^{2}}{1.5}$=24Ω，电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻约为10kΩ，
电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：

（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

（3）电路元件都完好，各部分接触良好，闭合开关后，
反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，
电压表和电流表的示数不能调为零，
这是由于滑动变阻器采用限流接法造成的．
（4）电压表并联在灯泡两端，电压表的示数等于灯泡两端的电压，
电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表示数大于通过灯泡的电流；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）实物电路图如图所示；（3）滑动变阻器采用限流接法；（4）等于；大于．

点评 本题考查了设计实验电路图、连接实物电路图、实验故障分析、实验误差分析，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是设计实验电路图与连接实物电路图的关键，电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器只能采用分压接法．

练习册系列答案
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（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整．
（2）连好电路，闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右（填“左”或“右”）端滑动．
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