Question

5．小张和小明测绘标有“3.8V  0.4A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：
A．电源E（4V，内阻约0.4Ω）  
B．电压表V（2V，内阻为2kΩ）
C．电流表A（0.6A，内阻约0.3Ω）  
D．滑动变阻器R（0～10Ω）
E．三个定值电阻（R₁=1kΩ，R₂=2kΩ，R₃=5kΩ）  
F．开关及导线若干
（1）小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装．在给定的定值电阻中选用R₂（选填“R₁”、“R₂”或“R₃”）与电压表串联（选填“串联”或“并联”），完成改装．
（2）小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图所示（图中电压表已经过改装）．闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是：①电流表采用内接法；②滑片P置于b处．
（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零．由此可以推断电路中发生的故障可能是导线8（选填图中表示导线的序号）出现了断路（选填“短路”或“断路”）．

Answer 1

分析 （1）根据所给器材与电压表改装原理分析答题．
（2）根据实验注意事项，分析图示电路图答题．
（3）滑动变阻器采用限流接法时，电压与电流不能从零开始变化，分析图示电路图答题．

解答 解：（1）灯泡额定电压为3.8V，可以把电压表改装为4V量程，电压表量程为2V，内阻为2kΩ，要把电压表改装成4V的电压表，可以串联2kΩ的电阻，应选电阻R₂．
（2）灯泡正常发光时的电阻为：R=$\frac{3.8}{0.4}$=9.5Ω，电压表内阻为4kΩ，电流表内阻约为0.3Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，由图示电路图可知，电流表采用内接法，这错误的；由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，滑片应置于左端，由电路图可知，滑片P置于b处，这是错误的．
（3）移动滑片，电压表与电流表示数不能为零，说明滑动变阻器是限流接法，由图示电路图可知，可能是导线8发生断路造成的．
故答案为：（1）R₂；串联；（2）电流表内接；滑片P置于b处；（3）8；断路．

点评 本题考查了电压表的改装、实验注意事项、电路故障分析，掌握电压表的改装原理，根据题意确定电流表与滑动变阻器的 接法，分析清楚实验电路图即可正确解题．