Question

20．某學(xué)習(xí)小組為了研究標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣小燈泡的伏安特性曲線，到實驗室找到了下列器材：
兩塊相同的電流表G（滿偏電流I_g=0.5mA，內(nèi)阻R_g=200Ω；電源（電動勢E=3V，內(nèi)阻不計）
還有可供選擇的器材：
A．定值電阻：600Ω
B．定值電阻：5800Ω
C．定值電阻：$\frac{1}{3.996}$Ω≈0.25Ω
D．定值電阻：$\frac{1}{0.3996}$Ω≈2.5Ω
E．滑動變阻器：0～10Ω，2A
F．滑動變阻器：0～200Ω，0.1A
由于沒有電壓表和電流表，該學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖所示的測量電路，為了較為精確地測量電流和電壓的值，則
（1）電阻R₁選擇B，電阻R₂選擇C，控制電路部分的滑動變阻器應(yīng)該選擇E．（填寫器材前面的字母）
（2）請根據(jù)題目所給器材，將控制部分的電路圖補(bǔ)充完整．
（3）在測量過程中，滑動變阻器調(diào)整到某一位置時，該組同學(xué)發(fā)現(xiàn)兩只表頭指針偏轉(zhuǎn)角度完全相同，則此時小燈泡的電阻是7.5Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，明確測量原理，根據(jù)電表的改裝原理可知應(yīng)采用的儀表；
（2）根據(jù)實驗原理即可明確實驗電路圖；
（3）根據(jù)改裝原理分別求出改裝后電壓表和電流表的示數(shù)表達(dá)式，再由歐姆定律即可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）由給出的部分電路圖可知，本題是采用了電表的改裝原理進(jìn)行實驗的；R₁與電流表串聯(lián)，則有：U=I_g（R_g+R）≥2.5V，則可知，R≥4800Ω；故R₁應(yīng)選擇B；
R₂與電流計并聯(lián)，流過電流計和R₂的電流之和應(yīng)大于0.3A，則可知：Ig+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{2}}$≥0.3A，解得：R₂≤0.3Ω；故選C；因本實驗要采用滑動變阻器分壓接法，故為了便于控制，滑動變阻器選擇E；
（2）根據(jù)題意可知，本實驗應(yīng)采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示；

（3）兩指針角度相同，設(shè)示數(shù)為I，則有：此時電壓值為：I（R_g+R₁）； 電流值為：I+$\frac{I{R}_{g}}{{R}_{2}}$； 由歐姆定律可知：電阻R=$\frac{{R}_{g}+{R}_{1}}{1+\frac{{R}_{g}}{{R}_{2}}}$=$\frac{200+5800}{1+\frac{200}{0.25}}$=7.5Ω；
故答案為：（1）B； C；E；（2）如圖所示；（3）7.5

點評 本題考查了測量電動勢和內(nèi)電阻以及電表的改裝原理，要注意認(rèn)真分析給出的儀表和接法，明確實驗方法，才能準(zhǔn)確求解．