解:
(1)①由電路圖可知,電壓表串聯(lián)在電路中測電源的電壓,
因電壓表的量程為0~3V,且電源的電壓為6V,
所以電壓表的示數(shù)會指針偏轉(zhuǎn)到表盤右側(cè)無刻度線處;
又因電壓表的電阻很大,所以電流表的示數(shù)為0.
②電源的電壓為6V,當滑動變阻器接入電路中的電阻最小時,定值電阻分得的電壓為0~15V,修改后的電路圖如下圖所示:
(2)探究電流與電壓關(guān)系時,應控制電阻的阻值不變,
由表中數(shù)據(jù)可知,通過電阻電流的變化倍數(shù)和其兩端的電壓變化倍數(shù)相等,
故可得結(jié)論:電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比.
(3)電流表的量程為0~0.6A,分度值0.02A,電流表的示數(shù)為0.24A,
小燈泡正常發(fā)光的電阻R=
=
≈10.4Ω;
圖線彎曲說明燈泡的電阻值是變化的,不是定值,這是因為燈絲電阻隨溫度升高而增大,燈泡兩端電壓越大,通過燈的電流越大,燈泡的實際功率越大,燈絲溫度越高,電阻越大,所以圖線不是直線.
(4)由等效替代法可知,先將開關(guān)S與1相連,并調(diào)節(jié)變阻器滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V后,然后將開關(guān)S與2相連,保持滑動變阻器的滑片的位置不動,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)為2.5V,記下電阻箱連入電路中的電阻,即為小燈泡正常發(fā)光時的電阻.
(5)利用等效替代法的有:求串聯(lián)電路的總電阻,求并聯(lián)電路的總電阻,探究平面鏡成像特點中用玻璃板代替平面鏡等.
故答案為:
(1)①指針偏轉(zhuǎn)到表盤右側(cè)無刻度線處;示數(shù)為0A;
②如上圖所示;
(2)電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比;
(3)10.4;小燈泡的電阻是變化的,隨溫度的升高而增大;
(4)②滑動變阻器的滑片的位置;2.5;電阻箱連入電路中的電阻;
(5)求串聯(lián)電路的總電阻.
分析:(1)①由電路圖可知,電壓表串聯(lián)在電路中測電源的電壓,電流表測電路中的電路,根據(jù)電壓表的量程和電源的電壓確定其指針的位置,根據(jù)電壓表相當于斷路分析電流表指針的位置;
②“探究電流與電壓關(guān)系”的實驗中,電壓表應測定值電阻兩端的電壓,根據(jù)定值電阻分得的最大電壓確定量程;
(2)探究電流與電壓關(guān)系時,應控制電阻的阻值不變,然后分析通過電流和兩端的電壓關(guān)系即可得出結(jié)論;
(3)根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù),根據(jù)歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光的電阻;燈泡的燈絲會隨溫度的變化而改變,這是造成電流與電壓不成正比的真正原因;
(4)由等效代替的方法可知,先把開關(guān)S與1相連后,調(diào)節(jié)變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V;然后把開關(guān)S與2相連,保持滑動變阻器的阻值不變,調(diào)節(jié)變阻器,當電壓表的示數(shù)為2.5V時,變阻器的示數(shù)即為額定電壓下燈泡的電阻.
點評:本題以“探究電流與電壓關(guān)系”實驗為基礎,不僅考查了電流與電壓的關(guān)系,而且考查了電路故障問題以及金屬導體的電阻隨溫度變化規(guī)律和自主設計實驗的能力,要注意等效替代法和歐姆定律的應用.