Question

15．為測定標有“4.5V，2W”字樣小燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用：
A：電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻為3kΩ）
B：電壓表V₂（0～15V，內(nèi)阻為15kΩ）
C：電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
D：定值電阻R₀（阻值為3kΩ）
E：滑動變阻器R（10Ω，2A）
F：學生電源（直流6V，內(nèi)阻不計）；開關導線若干
（1）為使實驗誤差盡可能小，并要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，下面所示的四幅電路圖中滿足實驗要求的是乙．該實驗電路圖中x是電壓表V₁（填V₁或V₂）；該實驗電路圖中小燈泡兩端電壓U與對應電壓表讀數(shù)U_V的比值$\frac{U}{{U}_{V}}$=2
（2）正確連接電路，閉合開關前，滑動變阻器滑片P應移至a端（填a或b）．實驗操作中，為使燈泡不被燒壞，當觀察到電表x的示數(shù)接近2.25V時，應特別注意滑動變阻器的調(diào)節(jié)．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓，則根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可得出電壓表； 同時按照要求從零開始，則應采用分壓接法，同時考慮燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的關系可以確定電流表的接法；
（2）根據(jù)實驗安全性原則可明確滑片的位置，并且注意當電壓值接近額定值時應注意調(diào)節(jié)，不能使電壓超過額定值．

解答 解：（1）本題中由于要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故應采用滑動變阻器分壓接法；同時由于燈泡內(nèi)阻較小，故采用電流表外接法；由于給出的電壓表量程分別為3V和15V，由于15V量程過大，不能準確測量；因此應將3V量程與定值電阻串聯(lián)以進行電壓表改裝來擴大量程；故電路圖應為乙圖；
根據(jù)改裝原理可知，改裝后的讀數(shù)應為電壓表讀數(shù)的：$\frac{3+3}{3}=2$倍；
（2）實驗開始時應使測量部分電壓為零，故滑片開始時應滑至a端；當達到燈泡額定電壓時應注意調(diào)節(jié)滑動變阻器，不能使燈泡兩端的電壓過大；根據(jù)改裝原理可知，此時電壓表示數(shù)應接近2.25V；
故答案為：（1）乙； V₁； 2； （2）a； 2.25．

點評 本題為探究型實驗，應注意兩個電壓表均無法保證要求，故可以采用串聯(lián)的方式可以對電表進行改裝；此類題目近幾年越來越多，故應注意把握．