Question

6．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：
小燈泡L，規(guī)格“4.0V．0.7A”；
電流表A₁，量程3A，內(nèi)阻約為0.1Ω；
電流表A₂，量程0.6A，內(nèi)阻r₂=0.2Ω；
電壓表V，量程3V，內(nèi)阻r_V=9kΩ；
標(biāo)準(zhǔn)電阻R₁，阻值1Ω；
標(biāo)準(zhǔn)電阻R₂，阻值3kΩ；
滑動(dòng)變阻器R，阻值范圍O～10Ω，；
學(xué)生電源E，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)；
開關(guān)S及導(dǎo)線若干．

（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路來進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)電流的示數(shù)為0.46A時(shí)，電壓表的示數(shù)（如圖2所示）為2.30V，此時(shí)L的電阻為5Ω．
（2）乙同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路來進(jìn)行測(cè)量，電壓表指針指在最大刻度時(shí)，加在L上的電壓值是4.0V．
（3）學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想更準(zhǔn)確地描繪出L完整的伏安特性曲線，需要重新設(shè)計(jì)電路．請(qǐng)你在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上利用所供器材，在圖4所示的虛線框內(nèi)補(bǔ)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號(hào)．

Answer 1

分析 （1）由圖示電壓表確定其分度值，讀出電壓表示數(shù)，然后由歐姆定律求出燈泡電阻阻值．
（2）由圖3所示電路圖可知，電壓表與電阻R₂串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電阻R₂的電壓，然后求出燈泡兩端電壓．
（3）電流表A₁量程太大，讀數(shù)誤差太大，為減小誤差，應(yīng)該選用電流表A₂，給電流表A₂并聯(lián)一個(gè)分流電阻，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．

解答 解：（1）由圖2所示可知，電壓表分度值是0.1V，電壓表示數(shù)為2.30V，此時(shí)燈泡電阻R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3V}{0.46A}$=5Ω．
（2）電壓表內(nèi)阻為9kΩ，標(biāo)準(zhǔn)電阻R₂阻值為3kΩ，電壓表最大示數(shù)為3V，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，標(biāo)準(zhǔn)電阻R₂電壓為1V，燈泡兩端電壓為：3V+1V=4.0V．
（3）電流表A₁量程太大，讀數(shù)誤差太大，為減小誤差，應(yīng)該選用電流表A₂，給電流表A₂并聯(lián)一個(gè)分流電阻，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1或圖2所示．
故答案為：（1）2.30；5；（2）4；（3）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)電表讀數(shù)時(shí)要先確定電表量程的分度值，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直；應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)即可求出燈泡兩端電壓．