Question

現要測繪某燈泡L的伏安特性曲線，有如下器材：
①待測小燈泡L（3V，0.6A）
②小量程電流表A₁（量程0.1A，內阻為20Ω）
③電流表A₂（量程0.6A，內阻約為5Ω）
④電阻箱R₀（0-9999.9Ω，電阻箱符號用表示）
⑤滑動變阻器R（全值電阻為5Ω）
⑥電源E（電動勢4.5V，內阻較小）
⑦開關K
⑧導線若干
（1）由于沒有電壓表，現要將其中一個電流表改裝成一個量程為3V的電壓表，則應在這兩個電流表中選擇

A

1

與電阻箱串聯，與其串聯的電阻箱的阻值應該調為

10

Ω．
（2）現要利用以上器材描繪小燈泡的伏安特性曲線，要求電壓從0開始變化，在下面方框里，畫出電路圖（要求在電路圖中標出所選器材的代號）
（3）在測量過程中，當改裝成3V量程的電壓表測得小燈泡的電壓為1.5V，且兩電流表中有一個電流表的讀數為0.45A時，在此狀態下小燈泡的電阻為

3.75

Ω．

Answer 1

分析：本題（1）的關鍵是根據

A

1

的內阻為確定值，根據歐姆定律可知，應將電流表

A

1

與電阻箱串聯而改裝為電壓表；題（2）的關鍵是根據

R   V

R   L

＞

R   L R   A

可知，電流表應用外接法，根據電流要求從零調可知，變阻器應用分壓式；題（3）的關鍵是根據電流表刻度均勻，可知通過改裝后電壓表的電壓為量程的一半時，通過電流表

A

1

的電流應為電流量程的一半，然后根據歐姆定律求解即可．

解答：解：（1）因電流表

A

1

的內阻為確定值，所以應將電流表

A

1

改裝為電壓表，由于小燈泡額定電壓為3V，根據歐姆定律應有：

I

1

(r

1

+R)

=3V，代入數據可得R=10Ω，即電阻箱的阻值應調為10Ω．
（2）小燈泡的最大電阻為

R

L

=

U

I

=

3

0.6

=6Ω，由于滿足

R   V

R   L

=

30

6

＞

R   L

R   A

=

6

5

=1.2，所以電流表應用外接法；
應用要求電壓從零調，所以變阻器應用分壓式接法，電路圖如圖所示：

（3）當小燈泡兩端電壓為1.5V時，說明通過電流表

A

1

的電流

I

1

=

0.1

2

A=0.05A，由圖可知通過小燈泡的電流為

I

L

=

I

2

-

I

1

=0.45-0.05=0.4A，所以小燈泡電阻為：

R

L

=

1.5

0.4

=3.75Ω
故答案為：（1）

A

1

；（2）如圖，10；（3）3.75

點評：在伏安法測電阻實驗中，若無電壓表時，可將內阻已知的電流表進行改裝，然后再判斷電流表的內外接法以及變阻器應采用分壓式還是限流式接法．