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试验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
1．某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：
电流表A(量程为0～5 mA，内阻约为10 Ω)
电压表V(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)
最大阻值约为100 Ω的滑动变阻器；
电源E(电动势约3 V)；
开关S、导线若干．
(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先接受如图甲所示电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V，电流表示数大约为5 mA，则未知电阻的阻值Rx大约为________Ω.(计算时不必考虑电压表内阻)
(2)经分析，该电路测量误差较大，需改进．请直接在图甲上改画：①在不需要的连线上画“×”表示，②补画上需要添加的连线．
(3)对改进的电路进行测量，并依据测量数据画出了如图乙所示的U－I图象，得Rx＝________Ω.(保留三位有效数字)
答案：(1)500 (2)如图所示 (3)600
解析：(1)依据用图甲测量的数据和欧姆定律得Rx＝＝ Ω＝500 Ω.
(2)待测量电阻Rx的阻值约为500 Ω，而电压表的内阻约为3 kΩ，是待测电阻的6倍左右，电流表的内阻约为10 Ω，待测电阻是电流表内阻的50倍左右，所以用电流表外接法时电压表的分流作用比较大，应改为电流表内接法．
(3) 待测电阻Rx的大小就等于图乙中图线的斜率，即Rx＝＝ Ω＝600 Ω.
2．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”试验时，所用器材有：电动势为6 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合试验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．要求能测出尽可能多组数据．如图是没有连接完整的实物电路．(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)
(1)请你用笔画线代替导线，在原图中将实物电路连接完整；
(2)连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发觉小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的缘由可能是__________________________________________；
(3)排解故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(填“左”或“右”)端滑动；
(4)通过移动滑片P，分别登记了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U－I图象．依据U－I图象供应的信息，可计算出小灯泡的额定功率是________ W；
(5)图线是曲线而不是过原点的直线，缘由是_________________________________ _________________________________________________________________________.
答案：(1)连线如图所示
(2)c段导线断路或灯泡损坏 (3)右 (4)0.5 (5)小灯泡的电阻随温度的上升而增大
解析：(1)描绘小灯泡的伏安特性需要电压从零开头连续变化，所以变阻器需用分压电路；由于小灯泡电阻较小，电流表用外接法．
(2)中学阶段电路故障只有两种状况，即断路和短路．小灯泡不亮表示无电流通过灯泡，电压表有读数表示电压表中有电流通过，可用假设法逐段排解．
(3)为了推断便利，可先画出电路图．(需严格与实物图对应)
所以电压变大时，滑片应向右滑动．
(4)依据U－I图象确定当电压为2.5 V时所对应的电流，依据P＝UI可计算额定功率．
3．(2021·云南联考)有一个小灯泡上标有“4.8 V,2 W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线．有下列器材可供选用：
A．电压表V1(0～3 V，内阻3 kΩ)
B．电压表V2(0～15 V，内阻15 kΩ)
C．电流表A(0～0.6 A，内阻约1 Ω)
D．定值电阻R1＝3 kΩ
E．定值电阻R2＝15 kΩ
F．滑动变阻器R(10 Ω，2 A)
G．同学电源(直流6 V，内阻不计)
H．开关、导线若干
(1)试验中所用电压表应选用________，定值电阻应选用________(均用序号字母填写)；
(2)为尽量减小试验误差，并要求从零开头多取几组数据，请在方框内画出满足试验要求的电路图；
(3)利用上述试验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是________，下图的四个图象中可能正确的是________．
答案：(1)A D (2)电路图如图
(3)U＝2UV
解析：由于量程15 V的电压表量程较大，所以可以接受扩大3 V量程电压表的方法，试验中所用电压表应选用A，定值电阻应选用R1＝3 kΩ的D．接受分压电路，电流表外接．利用上述试验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是U＝2UV.由P＝U2/R，R随温度上升(电压增大)而增大，小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线可能正确的是图C．
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