Question

现要测绘某灯泡L的伏安特性曲线，有如下器材：
①待测小灯泡L（3V，0.6A）
②小量程电流表A₁（量程0.1A，内阻为20Ω）
③电流表A₂（量程0.6A，内阻约为5Ω）
④电阻箱R₀（0-9999.9Ω，电阻箱符号用表示）
⑤滑动变阻器R（全值电阻为5Ω）
⑥电源E（电动势4.5V，内阻较小）
⑦开关K
⑧导线若干
（1）由于没有电压表，现要将其中一个电流表改装成一个量程为3V的电压表，则应在这两个电流表中选择

A

1

与电阻箱串联，与其串联的电阻箱的阻值应该调为

10

Ω．
（2）现要利用以上器材描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从0开始变化，在下面方框里，画出电路图（要求在电路图中标出所选器材的代号）
（3）在测量过程中，当改装成3V量程的电压表测得小灯泡的电压为1.5V，且两电流表中有一个电流表的读数为0.45A时，在此状态下小灯泡的电阻为

3.75

Ω．

Answer 1

分析：本题（1）的关键是根据

A

1

的内阻为确定值，根据欧姆定律可知，应将电流表

A

1

与电阻箱串联而改装为电压表；题（2）的关键是根据

R   V

R   L

＞

R   L R   A

可知，电流表应用外接法，根据电流要求从零调可知，变阻器应用分压式；题（3）的关键是根据电流表刻度均匀，可知通过改装后电压表的电压为量程的一半时，通过电流表

A

1

的电流应为电流量程的一半，然后根据欧姆定律求解即可．

解答：解：（1）因电流表

A

1

的内阻为确定值，所以应将电流表

A

1

改装为电压表，由于小灯泡额定电压为3V，根据欧姆定律应有：

I

1

(r

1

+R)

=3V，代入数据可得R=10Ω，即电阻箱的阻值应调为10Ω．
（2）小灯泡的最大电阻为

R

L

=

U

I

=

3

0.6

=6Ω，由于满足

R   V

R   L

=

30

6

＞

R   L

R   A

=

6

5

=1.2，所以电流表应用外接法；
应用要求电压从零调，所以变阻器应用分压式接法，电路图如图所示：

（3）当小灯泡两端电压为1.5V时，说明通过电流表

A

1

的电流

I

1

=

0.1

2

A=0.05A，由图可知通过小灯泡的电流为

I

L

=

I

2

-

I

1

=0.45-0.05=0.4A，所以小灯泡电阻为：

R

L

=

1.5

0.4

=3.75Ω
故答案为：（1）

A

1

；（2）如图，10；（3）3.75

点评：在伏安法测电阻实验中，若无电压表时，可将内阻已知的电流表进行改装，然后再判断电流表的内外接法以及变阻器应采用分压式还是限流式接法．