Question

11．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：
小燈泡L，規(guī)格“4.0V，0.7A”；
電流表G₁，滿偏電流為1mA，內(nèi)阻為30Ω；
電流表G₂，滿偏電流為10mA，內(nèi)阻為30Ω；
電壓表V，量程3V，內(nèi)阻為9kΩ；
標(biāo)準(zhǔn)電阻R₁，阻值1Ω；
標(biāo)準(zhǔn)電阻R₂，阻值0.05Ω；
滑動變阻器R，阻值范圍0～10Ω；
學(xué)生電源E，電動勢6V，內(nèi)阻不計(jì)；
開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想準(zhǔn)確地描繪出小燈泡L完整的伏安特性曲線，需要重新改裝電流表并設(shè)計(jì)電路．
①電流表應(yīng)該選G₁，標(biāo)準(zhǔn)電阻應(yīng)該選R₂．
②請?jiān)诖痤}卡的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號．

Answer 1

分析 由于兩電流表的量程較小，無法直接測量小燈泡的電流，需要進(jìn)行改裝，結(jié)合歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)選擇電流表和標(biāo)準(zhǔn)的電阻．由于電流電壓從零開始測起，滑動變阻器采用分壓式接法，根據(jù)燈泡的電阻確定電流表的內(nèi)外接．

解答 解：①若選擇G₂，電流表的滿偏電壓U_g=0.01×30V=0.3V，需要并聯(lián)的電阻大約值$R=\frac{{U}_{g}}{I-{I}_{g}}=\frac{0.3}{0.7-0.01}Ω≈0.4Ω$，
若選擇G₁，電流表的滿偏電壓U_g=0.001×30V=0.03V，需要并聯(lián)的電阻大約值$R=\frac{{U}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{0.03}{0.7-0.001}≈0.04Ω$，
綜上可知，電流表選擇G₁，標(biāo)準(zhǔn)電阻選擇R₂．
②探究小燈泡的伏安特性曲線，電壓和電流要從零開始測起，滑動變阻器采用分壓式接法．由于燈泡的電阻與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，屬于小電阻，電流表采用外接法．電路圖如圖所示．
故答案為：①G₁，R₂，②如圖所示．

點(diǎn)評 本題考查了電路圖的設(shè)計(jì)，注意電流表的量程較小，需要改裝，掌握改裝的原理，以及知道滑動變阻器分壓式和限流式的區(qū)別，以及電流表內(nèi)外接的區(qū)別．