Question

5．某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備探究某個(gè)燈泡的伏安特性曲線，額定電壓為2.5V，電阻約為幾歐，除待測(cè)小燈泡外，提供器材如下：
A．電壓表V₁：量程為15V，內(nèi)阻約為10kΩ
B．電壓表V₂：量程為300mV，內(nèi)阻為300Ω
C．電流表A：量程為300mA，內(nèi)阻約為1Ω
D．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值200Ω
E．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值10Ω
F．定值電阻R₀₁：阻值2700Ω
G．定值電阻R₀₂：阻值30Ω
H．電動(dòng)勢(shì)4.5V直流電源一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干
（1）出于電表的安全性及測(cè)量要求考慮，同學(xué)們選用電壓表V₁并聯(lián)在小燈泡兩端測(cè)量小燈泡的電壓，發(fā)現(xiàn)這種方法實(shí)際上不可行，其最主要的原因是量程過大，導(dǎo)致指針偏轉(zhuǎn)角度過小，無法準(zhǔn)確讀數(shù)；
（2）于是同學(xué)們利用所學(xué)知識(shí)，對(duì)電壓表V₂進(jìn)行了改裝，這需要選用定值電阻R₀₁（填寫器材代號(hào)）與電壓表V₂串聯(lián)；
（3）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂（填寫器材代號(hào)）
（4）請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鲈搶?shí)驗(yàn)的電路圖并在圖中標(biāo)出各器材的代號(hào)．

Answer 1

分析 （1）明確電壓表量程，從而根據(jù)準(zhǔn)確和安全原則確定15V量程不能使用的原因；
（2）根據(jù)改裝原理進(jìn)行分析，從而明確如何獲得合適的電壓表；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可明確滑動(dòng)變阻器；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可確定滑動(dòng)變阻器以及電流表的接法，從而確定實(shí)驗(yàn)電路．

解答 解：（1）電壓表V₁量程為15V，遠(yuǎn)大于燈泡的額定電壓2.5V，故導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中偏角過小，無法準(zhǔn)確測(cè)量；
（2）為了擴(kuò)大量程，可以用電壓表V₂與定值電阻串聯(lián)來擴(kuò)大量程，由于電壓表V₂與量程為300mV，為了略大于燈泡額定電壓2.5V，可以擴(kuò)大至3V量程，即與R₀₁串聯(lián)即可；
（3）由于實(shí)驗(yàn)中采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器采用總阻值較小的R₂即可；
（4）由以上分析可知，本實(shí)驗(yàn)中采用分壓接法，同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小，故采用電流表外接法，故原理圖如圖所示；
故答案為：（1）量程過大，導(dǎo)致指針偏轉(zhuǎn)角度過小，無法準(zhǔn)確讀數(shù)；（2）R₀₁；串聯(lián)；（3）R₂；（4）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓以及電流表外接法，同時(shí)注意正確應(yīng)用電表的改裝原理．