Question

12．做描繪小燈泡L的伏安特性曲線實驗，已知該燈泡的額定電流為0.5A，最大阻值約為9Ω．提供的備用器材有：
A．電壓表V₁，量程2V，內(nèi)阻為3kΩ
B．電壓表V₂，量程15V，內(nèi)阻為25kΩ
C．電流表A₁，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
D．電流表A₂，量程3A，內(nèi)阻約0.04Ω
E．電源E，電動勢為6V，內(nèi)阻很小
F．滑動變阻器R₁，最大阻值5Ω，允許最大電流為3A
G．滑動變阻器R₂，最大阻值200Ω，允許最大電流為1.5A
H．定值電阻R₀，阻值為6kΩ
I．開關S、導線若干
在虛線框內(nèi)已畫出了實驗電路的一部分．
（1）測量中要求電流表和電壓表的最大讀數(shù)不小于它們滿刻度的$\frac{1}{2}$，圖中電壓表V應選${V}_{1}^{\;}$；電流表A應選${A}_{1}^{\;}$；為便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器R應選${R}_{1}^{\;}$．（填寫各器材名稱后的字母符號）
（2）在虛線框內(nèi)繼續(xù)畫出未畫的器材和導線，使成為一個完整的實驗電路（并把所選器材的字母符號標注在圖中）．

Answer 1

分析 題（1）的關鍵是根據(jù)小燈泡的額定電壓大小來選擇電壓表量程：若電壓表量程過大（小燈泡的額定電壓小于電壓表量程的$\frac{1}{3}$），則不能應用電壓表，若電壓表的量程過小，并且器材中還有定值電阻時，應考慮進行改裝；當實驗要求電流從零調(diào)時，變阻器應采用分壓式接法，應選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)；題（2）根據(jù)題（1）的分析畫出電路圖即可．

解答 解：（1）根據(jù)歐姆定律小燈泡的額定電壓為U=IR=0.5×9V=4.5V，小于電壓表${V}_{2}^{\;}$量程的$\frac{1}{3}$，所以不能應用電壓表${V}_{2}^{\;}$，由于電壓表${V}_{1}^{\;}$的量程過小，考慮將其與定值電阻${R}_{0}^{\;}$串聯(lián)以擴大量程，擴大后的量程為${U}_{\;}^{′}$=$\frac{U}{{R}_{V}^{\;}}{•R}_{0}^{\;}$=2$+\frac{2}{3}×6=6V$，略大于小燈泡的額定電壓，方案可行，所以電壓表應選擇${V}_{1}^{\;}$；
根據(jù)小燈泡的額定電流為0.5A可知電流表應選擇${A}_{1}^{\;}$；
由于測定小燈泡的伏安特性曲線要求電流從零調(diào)，所以變阻器應采用分壓式接法，應選擇阻值小的變阻器${R}_{1}^{\;}$以方便調(diào)節(jié)；
（2）根據(jù)上面的分析可知，由于小燈泡的電阻遠小于擴大量程后的電壓表內(nèi)阻，所以電流表應用外接法，又變阻器應采用分壓式接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）${V}_{1}^{\;}$，${A}_{1}^{\;}$，${R}_{1}^{\;}$；（2）如圖

點評 應明確：①應根據(jù)待測電阻的額定電壓與額定電流的大小來選擇電壓表和電流表的量程，當電表的量程過小時，應考慮進行改裝；②當實驗要求電流從零調(diào)或變阻器的全電阻遠小于待測電阻時，變阻器應采用分壓式接法，應選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)；③當待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻時，電流表應用外接法．