Question

13．某实验小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供使用的器材如下：
A．小灯泡L（4.5V，0.5A）B．电流表A，（0.6A，r₂=0.2Ω）
C．电压表V，（3V，r_v=9kΩ）D．标准电阻R₁，阻值3kΩ
E．标准电阻R₂，阻值6kΩF．滑动变阻器R₀（0-10Ω）
G．学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干．
（1）设计了如图l所示的电路来进行测量，当通过电流表读数为0.23A时，电压表的示数如图2所示，此时小灯泡L的电阻测量值为10Ω．
（2）由于电压表量程较小，灯泡不能达到正常发光状态，不满足实验要求，必须对图1电路进行修改．
①请在答题纸上画出修改后的电路图．
②在图1实验电路基础上需增选的器材是E（填写仪器序号）；进行测量时，如果电压表指针指在最大刻度，则此时加在小灯泡L上的实际电压值是5V．

Answer 1

分析 （1）由图示电压表确定其分度值，读出其示数，然后由欧姆定律求出灯泡电阻．
（2）电压表量程太小，可以给电压表串联一个分压电阻增大电压表量程；应用串联电路特点求出灯泡两端电压．

解答 解：（1）由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为2.3V，灯泡电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3V}{0.23A}$=10Ω；
（2）①电压表量程太小，可以给电压表串联标准电阻R改装成新电压表，增大其量程，用改装后的电压表测灯泡两端电压，
滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，电路图如图所示：

②灯泡额定电压为4.5V，改装后电压表量程应大于等于4.5V，电压表量程为3V，内阻为9kΩ，则与电压表串联的电阻阻值至少为4.5kΩ，则标准电阻应选E；
当电压表指针指在最大刻度时，电压表两端电压为3V，标准电阻两端电压为$\frac{3V}{9kΩ}$×6kΩ=2V，则改装后电压表示数为5V，灯泡两端电压为5V；
故答案为：（1）10；（2）①电路图如图所示；②E；5．

点评 本题考查了求灯泡电阻、电压表的改装，知道电压表改装原理，应用串联电路特点与欧姆定律可以解题；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．