Question

【题目】某学习小组的同学探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下∶

小灯泡L，规格“3.6V、0.3A”；

电流表A，量程0.2A，内阻r1=0.6Ω；

电压表V，量程3V，内阻r2=3kΩ；

标准电阻R1阻值1.2Ω；

标准电阻R2阻值1kΩ；

标准电阻R3阻值10kΩ；

滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；

学生电源E，电动势4V，内阻不计；

开关S及导线若干。

(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于_____（填“a”或“b”）端。闭合开关后移动滑片，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V，其故障原因可能是__________（填“cd间L支路短路”或“cd间L支路断路”）；

(2)排除故障后，某次电压表的示数如图2所示，其读数为______V；

(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在甲同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号；________

(4)按图3重新连接好电路，移动滑片在某个位置，读出电压表、电流表示数分别为U、I，如果不考虑电压表的分流，则此时刻灯泡L的电阻R=______（用U、I及数字表示）。

Answer 1

【答案】a cd间L支路断路 2.30

【解析】

(1)[1][2]闭合开关前，为了保证电路安全，滑动变阻器的滑片应该置于a端，闭合开关后移动滑片，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V，其故障原因可能是cd间L支路断路；

(2)[3]电压表最小分度为0.1V，则电压表读数为2.30V；

(3)[4]电压表、电流表需要扩大量程，结合灯泡的额定电压和电流，电流表并联R1，量程扩大到0.3A，电压表串联R2，量程扩大到4.0V，根据扩程后的电表内阻和灯泡的额定电压下的内阻，选用电流表外接法。如图

(4)[5]根据图3电路图，可以得到灯泡两端的电压为，电流为，根据欧姆定律得