Question

16．某课外兴趣小组在探究有关电路问题时设计了如图甲的电路，实验器材：
电压表V₁量程为0-3V，内阻Rv₁约为3kΩ：
电压表V₂量程为0-15V，内阻Rv₂约为10kΩ：
电流表A量程为0-0.6A，内阻R_A约为3.0Ω
热敏电阻R_T：滑动变限器R₁电源（电动势E、内阻r）；开关、导线若干

该兴趣小组按照电路图连接好电路后，闭合开关，通过改变滑动变阻器阻值，记录不同情况下多组电压表V₁示数U₁、电压表V₂示数U₂和电流表的示数I．
（1）该兴趣小组首先进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实脸．在I-U坐标系中，将各组U_l、I的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线．如图乙中曲线所示．为了减小实验误差，应将导线c端接在a（选填“a”或“b”）点；为了让所描绘的曲线左侧尽可能完整一些，应选用最大阻值适当大（选填“大”或“小”）一些的滑动变阻器R；
（2）运用（l）中接好的电路，再进行测量电源电动势和内阻的实验．将U₂和I的数据也描绘在I-U坐标系中，如图乙中直线所示．根据图象分析可知，电源的电动势E=6.0V，内电阻r=5.0Ω：（计算结果保留两位有效数字）
（3）小组成员在实验过程中发现，当滑动变阻器R的滑片滑至最左端时，电压表V₁恰好满偏，经过分析可知电流表A内阻R_A=2.5Ω．

Answer 1

分析 （1）分析电路结构，明确电流表外接法的应用；
（2）根据串并联电路的规律可明确路端电压的表达式；
（3）根据伏安特性曲线可明确电源的电动势和内电阻．
（4）明确电路结构，由图求出当电压表满偏时的电流，再由闭合电路欧姆定律即可求得电流表内阻．

解答 解：（1）利用伏安法测电阻，由图象可知热敏电阻的阻值远小于电压表电阻，所以采用电流表外接法；故导线c应接在a点；要想让所描绘的曲线左侧尽可能完整一些，由图可知，图中缺少小电流部分，故应选用总阻值较大的滑动变阻器；
（2）根据串并联电路规律可知：外电压：U₂=U₁+I（R+R_A）．
电源两端的电压利用欧姆定律可知．利用电源的外特性曲线可知电动势和内电阻．把电流表、电阻箱、电源作为等效电源，等效电源的电动势为6.0，内电阻为r=$\frac{6.0-4.0}{0.4}$=5.0Ω；
（3）当电压表满偏时，电压为3V，则由图可知此时电流大小为0.4A，则由闭合电路欧姆定律可知：
E=U-I（R_A+r）
代入数据解得：R_A=2.5Ω；
故答案为：（1）a； 大 （2）6.0，5.0  （3）2.5

点评 本题考查描述伏安特性曲线的实验，要注意本实验中要明确分压接法的应用条件；并注意在实验中应用所学过的物理规律求解．