Question

6．某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0V．0.7A”；
电流表A₁，量程3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A₂，量程0.6A，内阻r₂=0.2Ω；
电压表V，量程3V，内阻r_V=9kΩ；
标准电阻R₁，阻值1Ω；
标准电阻R₂，阻值3kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围O～10Ω，；
学生电源E，电动势6V，内阻不计；
开关S及导线若干．

（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当电流的示数为0.46A时，电压表的示数（如图2所示）为2.30V，此时L的电阻为5Ω．
（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是4.0V．
（3）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．

Answer 1

分析 （1）由图示电压表确定其分度值，读出电压表示数，然后由欧姆定律求出灯泡电阻阻值．
（2）由图3所示电路图可知，电压表与电阻R₂串联，根据串联电路特点求出电阻R₂的电压，然后求出灯泡两端电压．
（3）电流表A₁量程太大，读数误差太大，为减小误差，应该选用电流表A₂，给电流表A₂并联一个分流电阻，据此设计实验电路．

解答 解：（1）由图2所示可知，电压表分度值是0.1V，电压表示数为2.30V，此时灯泡电阻R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3V}{0.46A}$=5Ω．
（2）电压表内阻为9kΩ，标准电阻R₂阻值为3kΩ，电压表最大示数为3V，由串联电路特点可知，标准电阻R₂电压为1V，灯泡两端电压为：3V+1V=4.0V．
（3）电流表A₁量程太大，读数误差太大，为减小误差，应该选用电流表A₂，给电流表A₂并联一个分流电阻，实验电路图如图1或图2所示．
故答案为：（1）2.30；5；（2）4；（3）实验电路图如图所示．

点评 对电表读数时要先确定电表量程的分度值，读数时视线要与电表刻度线垂直；应用串联电路特点即可求出灯泡两端电压．