Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)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(guī)格“3.6V、0.3A”；

電流表A，量程0.2A，內(nèi)阻r1=0.6Ω；

電壓表V，量程3V，內(nèi)阻r2=3kΩ；

標(biāo)準(zhǔn)電阻R1阻值1.2Ω；

標(biāo)準(zhǔn)電阻R2阻值1kΩ；

標(biāo)準(zhǔn)電阻R3阻值10kΩ；

滑動(dòng)變阻器R，阻值范圍0~10Ω；

學(xué)生電源E，電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)；

開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。

(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路來(lái)進(jìn)行測(cè)量，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于_____（填“a”或“b”）端。閉合開(kāi)關(guān)后移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)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(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為______V；

(3)學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想更準(zhǔn)確地描繪出L完整的伏安特性曲線，需要重新設(shè)計(jì)電路。請(qǐng)你在甲同學(xué)的基礎(chǔ)上利用所供器材，在圖3所示的虛線框內(nèi)補(bǔ)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號(hào)；________

(4)按圖3重新連接好電路，移動(dòng)滑片在某個(gè)位置，讀出電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I，如果不考慮電壓表的分流，則此時(shí)刻燈泡L的電阻R=______（用U、I及數(shù)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(kāi)關(guān)前，為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于a端，閉合開(kāi)關(guān)后移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)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(shù)為2.30V；

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

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