Question

【題目】某學習小組的同學探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下∶

小燈泡L，規格“3.6V、0.3A”；

電流表A，量程0.2A，內阻r1=0.6Ω；

電壓表V，量程3V，內阻r2=3kΩ；

標準電阻R1阻值1.2Ω；

標準電阻R2阻值1kΩ；

標準電阻R3阻值10kΩ；

滑動變阻器R，阻值范圍0~10Ω；

學生電源E，電動勢4V，內阻不計；

開關S及導線若干。

(1)甲同學設計了如圖1所示的電路來進行測量，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應該置于_____（填“a”或“b”）端。閉合開關后移動滑片，發現電流表幾乎無示數，電壓表示數接近3V，其故障原因可能是__________（填“cd間L支路短路”或“cd間L支路斷路”）；

(2)排除故障后，某次電壓表的示數如圖2所示，其讀數為______V；

(3)學習小組認為要想更準確地描繪出L完整的伏安特性曲線，需要重新設計電路。請你在甲同學的基礎上利用所供器材，在圖3所示的虛線框內補畫出實驗電路圖，并在圖上標明所選器材代號；________

(4)按圖3重新連接好電路，移動滑片在某個位置，讀出電壓表、電流表示數分別為U、I，如果不考慮電壓表的分流，則此時刻燈泡L的電阻R=______（用U、I及數字表示）。

Answer 1

【答案】a cd間L支路斷路 2.30

【解析】

(1)[1][2]閉合開關前，為了保證電路安全，滑動變阻器的滑片應該置于a端，閉合開關后移動滑片，發現電流表幾乎無示數，電壓表示數接近3V，其故障原因可能是cd間L支路斷路；

(2)[3]電壓表最小分度為0.1V，則電壓表讀數為2.30V；

(3)[4]電壓表、電流表需要擴大量程，結合燈泡的額定電壓和電流，電流表并聯R1，量程擴大到0.3A，電壓表串聯R2，量程擴大到4.0V，根據擴程后的電表內阻和燈泡的額定電壓下的內阻，選用電流表外接法。如圖

(4)[5]根據圖3電路圖，可以得到燈泡兩端的電壓為，電流為，根據歐姆定律得