解题思路:(1)电源电压为6V,根据串联电路电压特点可知,当灯泡两端的电压为3.8V时,滑动变阻器的电压为2.2V<3V,可以利用0~3V量程测量滑动变阻器的电压;滑动变阻器要按一上一下的原则串联在电路中;
(2)当电压表的示数达到2.2V时灯泡正常发光,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值即可选择器滑动变阻器的规格;
(3)根据电流表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻;根据灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大判断小灯泡的U-I图象;
(4)①电压表并联在R1两端时有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,电压表并联在R2两端时无示数且电流表无示数说明电路断路,即R1断路;
②要探究电流与电阻两端的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,改变定值电阻的阻值.
(1)灯泡正常发光时的电压为3.8V,此时滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V<3V,所以把电压表并联在滑动变阻器的两端,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.2V时,即可进行实验,滑动变阻器任意上方接线柱串联在电路中,如下图所示:
(2)当电压表的示数为2.2V即灯泡两端的电压UL=3.8V时,灯泡正常发光,
根据欧姆定律可知此时电路电流约为I=
UL
RL=[3.8V/10Ω]=0.38A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=
U滑
I=[2.2V/0.38A]≈5.8Ω>5Ω,
所以本实验中应该选择规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器;
(3)电流表使用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡正常发光时的电阻R=
U额
I额=[3.8V/0.3A]≈12.7Ω;
因灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大,所以乙是小灯泡的U-I图象;
(4)①小红闭合开关后,发现电流表无示数,电压表并联在R1两端时有示数,并联在R2两端时无示数,说明电阻R1断路;
②小红不能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系,原因是无法改变电路中的电流且两电阻两端的电压不相等.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)“1 0Ω1 A”;
(3)0.3;12.7;乙;灯丝电阻随温度的升高而增大;
(4)①R1断路;②不能;无法控制R1、R2两端的电压相同且无法改变电流大小.
点评:
本题考点: 电功率的测量;实物的电路连接;电流表的读数方法;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律的应用.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及实物图的连接、电流表的读数、电路故障的判断等,关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等且灯丝的电阻随温度的升高而增大,同时要注意探究电流与电阻之间的关系时应控制定值电阻两端的电压不变.