Question

某學習小組的同學擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：

小燈泡L，規格“4.0 V，0.7 A”；

電流表A₁，量程3 A，內阻約為0.1 Ω；

電流表A₂，量程0.6 A，內阻r₂＝0.2 Ω；

電壓表V，量程3 V，內阻r_V＝9  kΩ；

標準電阻R₁，阻值1 Ω；

標準電阻R₂，阻值3 kΩ；

滑動變阻器R，阻值范圍0～10  Ω；

學生電源E，電動勢6 V，內阻不計；

開關S及導線若干．

①甲同學設計了如圖7－4－10(1)所示的電路來進行測量，當通過L的電流為0.46 A時，電壓表的示數如圖(2)所示，此時L的電阻為________Ω.

圖7－4－10

②乙同學又設計了如圖7－4－11a所示的電路來進行測量，電壓表指針指在最大刻度時，加在L上的電壓值是________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．請你在乙同學的基礎上利用所供器材，在圖7－4－11b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．

圖7－4－11

Answer 1

解析　①電壓表的示數U＝2.30 V，所以燈泡的電阻R_L＝＝ Ω＝5 Ω.

②由題圖知電壓表V與R₂串聯，根據串聯分壓，當電壓表V的示數為3 V時，R₂兩端的電壓U₂＝R₂＝×3 V＝1 V，所以燈泡兩端的電壓U′＝U_V＋U₂＝(3＋1)V＝4 V.

③要想更準確地描繪出L完整的伏安特性曲線，則電壓表的量程為4.0 V，電流表的量程為0.7 A，因此將電壓表V與標準電阻R₂串聯改裝為量程為4.0 V的電壓表，將電流表A₂與標準電阻R₁，并聯改裝量程為0.6 A＋ A＝0.72 A的電流表．故虛線框內實驗電路如下圖所示．

答案　①5　②4　③如解析圖所示