Question

16．某課外興趣小組在探究有關(guān)電路問(wèn)題時(shí)設(shè)計(jì)了如圖甲的電路，實(shí)驗(yàn)器材：
電壓表V₁量程為0-3V，內(nèi)阻Rv₁約為3kΩ：
電壓表V₂量程為0-15V，內(nèi)阻Rv₂約為10kΩ：
電流表A量程為0-0.6A，內(nèi)阻R_A約為3.0Ω
熱敏電阻R_T：滑動(dòng)變限器R₁電源（電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r）；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

該興趣小組按照電路圖連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器阻值，記錄不同情況下多組電壓表V₁示數(shù)U₁、電壓表V₂示數(shù)U₂和電流表的示數(shù)I．
（1）該興趣小組首先進(jìn)行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線的實(shí)臉．在I-U坐標(biāo)系中，將各組U_l、I的數(shù)值標(biāo)記在相應(yīng)位置，描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線．如圖乙中曲線所示．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)將導(dǎo)線c端接在a（選填“a”或“b”）點(diǎn)；為了讓所描繪的曲線左側(cè)盡可能完整一些，應(yīng)選用最大阻值適當(dāng)大（選填“大”或“小”）一些的滑動(dòng)變阻器R；
（2）運(yùn)用（l）中接好的電路，再進(jìn)行測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)．將U₂和I的數(shù)據(jù)也描繪在I-U坐標(biāo)系中，如圖乙中直線所示．根據(jù)圖象分析可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E=6.0V，內(nèi)電阻r=5.0Ω：（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）小組成員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片滑至最左端時(shí)，電壓表V₁恰好滿偏，經(jīng)過(guò)分析可知電流表A內(nèi)阻R_A=2.5Ω．

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，明確電流表外接法的應(yīng)用；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可明確路端電壓的表達(dá)式；
（3）根據(jù)伏安特性曲線可明確電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
（4）明確電路結(jié)構(gòu)，由圖求出當(dāng)電壓表滿偏時(shí)的電流，再由閉合電路歐姆定律即可求得電流表內(nèi)阻．

解答 解：（1）利用伏安法測(cè)電阻，由圖象可知熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表電阻，所以采用電流表外接法；故導(dǎo)線c應(yīng)接在a點(diǎn)；要想讓所描繪的曲線左側(cè)盡可能完整一些，由圖可知，圖中缺少小電流部分，故應(yīng)選用總阻值較大的滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知：外電壓：U₂=U₁+I（R+R_A）．
電源兩端的電壓利用歐姆定律可知．利用電源的外特性曲線可知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．把電流表、電阻箱、電源作為等效電源，等效電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0，內(nèi)電阻為r=$\frac{6.0-4.0}{0.4}$=5.0Ω；
（3）當(dāng)電壓表滿偏時(shí)，電壓為3V，則由圖可知此時(shí)電流大小為0.4A，則由閉合電路歐姆定律可知：
E=U-I（R_A+r）
代入數(shù)據(jù)解得：R_A=2.5Ω；
故答案為：（1）a； 大 （2）6.0，5.0  （3）2.5

點(diǎn)評(píng) 本題考查描述伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意本實(shí)驗(yàn)中要明確分壓接法的應(yīng)用條件；并注意在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用所學(xué)過(guò)的物理規(guī)律求解．