Question

13．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供使用的器材如下：
A．小燈泡L（4.5V，0.5A）B．電流表A，（0.6A，r₂=0.2Ω）
C．電壓表V，（3V，r_v=9kΩ）D．標(biāo)準(zhǔn)電阻R₁，阻值3kΩ
E．標(biāo)準(zhǔn)電阻R₂，阻值6kΩF．滑動變阻器R₀（0-10Ω）
G．學(xué)生電源E，電動勢6V，內(nèi)阻不計；開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
（1）設(shè)計了如圖l所示的電路來進(jìn)行測量，當(dāng)通過電流表讀數(shù)為0.23A時，電壓表的示數(shù)如圖2所示，此時小燈泡L的電阻測量值為10Ω．
（2）由于電壓表量程較小，燈泡不能達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)，不滿足實(shí)驗(yàn)要求，必須對圖1電路進(jìn)行修改．
①請在答題紙上畫出修改后的電路圖．
②在圖1實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)上需增選的器材是E（填寫儀器序號）；進(jìn)行測量時，如果電壓表指針指在最大刻度，則此時加在小燈泡L上的實(shí)際電壓值是5V．

Answer 1

分析 （1）由圖示電壓表確定其分度值，讀出其示數(shù)，然后由歐姆定律求出燈泡電阻．
（2）電壓表量程太小，可以給電壓表串聯(lián)一個分壓電阻增大電壓表量程；應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡兩端電壓．

解答 解：（1）由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2.3V，燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.3V}{0.23A}$=10Ω；
（2）①電壓表量程太小，可以給電壓表串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻R改裝成新電壓表，增大其量程，用改裝后的電壓表測燈泡兩端電壓，
滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，電路圖如圖所示：

②燈泡額定電壓為4.5V，改裝后電壓表量程應(yīng)大于等于4.5V，電壓表量程為3V，內(nèi)阻為9kΩ，則與電壓表串聯(lián)的電阻阻值至少為4.5kΩ，則標(biāo)準(zhǔn)電阻應(yīng)選E；
當(dāng)電壓表指針指在最大刻度時，電壓表兩端電壓為3V，標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端電壓為$\frac{3V}{9kΩ}$×6kΩ=2V，則改裝后電壓表示數(shù)為5V，燈泡兩端電壓為5V；
故答案為：（1）10；（2）①電路圖如圖所示；②E；5．

點(diǎn)評 本題考查了求燈泡電阻、電壓表的改裝，知道電壓表改裝原理，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以解題；對電表讀數(shù)時要先確定電表量程的分度值，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直；應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)即可求出燈泡兩端電壓．