Question

12．做描绘小灯泡L的伏安特性曲线实验，已知该灯泡的额定电流为0.5A，最大阻值约为9Ω．提供的备用器材有：
A．电压表V₁，量程2V，内阻为3kΩ
B．电压表V₂，量程15V，内阻为25kΩ
C．电流表A₁，量程0.6A，内阻约0.2Ω
D．电流表A₂，量程3A，内阻约0.04Ω
E．电源E，电动势为6V，内阻很小
F．滑动变阻器R₁，最大阻值5Ω，允许最大电流为3A
G．滑动变阻器R₂，最大阻值200Ω，允许最大电流为1.5A
H．定值电阻R₀，阻值为6kΩ
I．开关S、导线若干
在虚线框内已画出了实验电路的一部分．
（1）测量中要求电流表和电压表的最大读数不小于它们满刻度的$\frac{1}{2}$，图中电压表V应选${V}_{1}^{\;}$；电流表A应选${A}_{1}^{\;}$；为便于调节，滑动变阻器R应选${R}_{1}^{\;}$．（填写各器材名称后的字母符号）
（2）在虚线框内继续画出未画的器材和导线，使成为一个完整的实验电路（并把所选器材的字母符号标注在图中）．

Answer 1

分析 题（1）的关键是根据小灯泡的额定电压大小来选择电压表量程：若电压表量程过大（小灯泡的额定电压小于电压表量程的$\frac{1}{3}$），则不能应用电压表，若电压表的量程过小，并且器材中还有定值电阻时，应考虑进行改装；当实验要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；题（2）根据题（1）的分析画出电路图即可．

解答 解：（1）根据欧姆定律小灯泡的额定电压为U=IR=0.5×9V=4.5V，小于电压表${V}_{2}^{\;}$量程的$\frac{1}{3}$，所以不能应用电压表${V}_{2}^{\;}$，由于电压表${V}_{1}^{\;}$的量程过小，考虑将其与定值电阻${R}_{0}^{\;}$串联以扩大量程，扩大后的量程为${U}_{\;}^{′}$=$\frac{U}{{R}_{V}^{\;}}{•R}_{0}^{\;}$=2$+\frac{2}{3}×6=6V$，略大于小灯泡的额定电压，方案可行，所以电压表应选择${V}_{1}^{\;}$；
根据小灯泡的额定电流为0.5A可知电流表应选择${A}_{1}^{\;}$；
由于测定小灯泡的伏安特性曲线要求电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器${R}_{1}^{\;}$以方便调节；
（2）根据上面的分析可知，由于小灯泡的电阻远小于扩大量程后的电压表内阻，所以电流表应用外接法，又变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：

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

点评 应明确：①应根据待测电阻的额定电压与额定电流的大小来选择电压表和电流表的量程，当电表的量程过小时，应考虑进行改装；②当实验要求电流从零调或变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；③当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应用外接法．