Question

（15分）某同學(xué)從下表中選出實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線，得到如圖的I－U圖線．請(qǐng)根據(jù)他所做的試驗(yàn)，分析以下問(wèn)題：

器　材（代號(hào)）	規(guī)　　格
電流表（A1） 電流表（A2） 電壓表（V1） 電壓表（V2） 滑線變阻器（R0） 電池（E） 電鍵（K） 導(dǎo)線若干	量程0~0.6A，內(nèi)阻1Ω 量程0~3A，內(nèi)阻1Ω 量程0~3V，內(nèi)阻約2kΩ 量程0~15V，內(nèi)阻約10kΩ 阻值0~25Ω，電阻絲長(zhǎng)度30cm 電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)

⑴在如圖的I－U圖線中，A到B過(guò)程中燈泡電阻改變了     Ω．得出AB圖線的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變阻器滑動(dòng)片在電阻絲上移動(dòng)的長(zhǎng)度是     cm．
⑵ 該同學(xué)在測(cè)量電路中電流表選用    （填代號(hào)），電壓表選用     （填代號(hào)），滑線變阻器采用      （填分壓式、限流式）接法，該同學(xué)電流表采用了       （填內(nèi)、外）接法．
⑶ 結(jié)合所學(xué)的電學(xué)知識(shí)，在圖示虛線框中（部分電路已畫(huà)出），不改變電源和變阻器位置，根據(jù)合理的實(shí)驗(yàn)要求和方法畫(huà)出正確的電路圖，用鉛筆補(bǔ)畫(huà)完整實(shí)驗(yàn)電路圖，要求變阻器滑動(dòng)片右移時(shí)，燈泡兩端電壓變大．

⑷ 說(shuō)明⑶ 問(wèn)中采用該實(shí)驗(yàn)電路圖的理由．

Answer 1

⑴ 10  12  ⑵A₁ V₂分壓式   內(nèi)接法⑶ 如下圖所示

⑷ 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求電流表應(yīng)選小量程0.6A，電壓表應(yīng)選較大量程15V，電壓表內(nèi)阻比燈泡電阻約30~40Ω差得更多，故應(yīng)采用電流表外接法；
實(shí)驗(yàn)中的最小電流是圖中的0.10A，若變阻器用限流式接法，則燈泡中的最小電流
，I ＞I_A，即變阻器最大阻值不小，不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，故只能采用分壓式接法。

試題分析：⑴由 在B狀態(tài)時(shí)，電阻為30Ω，在A狀態(tài)時(shí)電阻為40Ω，所以電阻改變了10Ω，設(shè)B狀態(tài)時(shí)滑線變阻器與燈泡并聯(lián)的電阻的阻值為R，此時(shí)燈泡兩端電壓，即并聯(lián)電壓為U_并=3V，滑動(dòng)變阻器右半段電壓為6V-3V=3V，通過(guò)燈泡的電流為I_L=0.1A，由串并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可得：（+0.1）（25?R）＝3解得：R=15Ω，在A狀態(tài)時(shí)，滑線變阻器的電阻為25Ω，則滑片移動(dòng)的距離為×（25-15）cm＝12cm。
⑵在實(shí)驗(yàn)中由于電表存在的誤差，所以能用小量程不用大量程，電流表用A₁，電壓表用V₂，由于實(shí)驗(yàn)中要求電壓從0開(kāi)始調(diào)節(jié)，所以控制電路就采用分壓式，在實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)最大達(dá)到了6V等于電源的電動(dòng)勢(shì)，如果是外接，由于電流表的分壓，電壓表的示數(shù)不可能達(dá)到6V，所以電流表一定是用了內(nèi)接法。  
⑶ 如右圖所示，實(shí)際用電流表的內(nèi)接法較好。

⑷ 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求電流表應(yīng)選小量程0.6A，電壓表應(yīng)選較大量程15V，由于電流表內(nèi)阻已知，故應(yīng)采用電流表內(nèi)接法；