Question

20．某学习小组为了研究标有“2.5V 0.3A”字样小灯泡的伏安特性曲线，到实验室找到了下列器材：
两块相同的电流表G（满偏电流I_g=0.5mA，内阻R_g=200Ω；电源（电动势E=3V，内阻不计）
还有可供选择的器材：
A．定值电阻：600Ω
B．定值电阻：5800Ω
C．定值电阻：$\frac{1}{3.996}$Ω≈0.25Ω
D．定值电阻：$\frac{1}{0.3996}$Ω≈2.5Ω
E．滑动变阻器：0～10Ω，2A
F．滑动变阻器：0～200Ω，0.1A
由于没有电压表和电流表，该学习小组设计了如图所示的测量电路，为了较为精确地测量电流和电压的值，则
（1）电阻R₁选择B，电阻R₂选择C，控制电路部分的滑动变阻器应该选择E．（填写器材前面的字母）
（2）请根据题目所给器材，将控制部分的电路图补充完整．
（3）在测量过程中，滑动变阻器调整到某一位置时，该组同学发现两只表头指针偏转角度完全相同，则此时小灯泡的电阻是7.5Ω．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）分析电路结构，明确测量原理，根据电表的改装原理可知应采用的仪表；
（2）根据实验原理即可明确实验电路图；
（3）根据改装原理分别求出改装后电压表和电流表的示数表达式，再由欧姆定律即可求得内阻．

解答 解：（1）由给出的部分电路图可知，本题是采用了电表的改装原理进行实验的；R₁与电流表串联，则有：U=I_g（R_g+R）≥2.5V，则可知，R≥4800Ω；故R₁应选择B；
R₂与电流计并联，流过电流计和R₂的电流之和应大于0.3A，则可知：Ig+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{2}}$≥0.3A，解得：R₂≤0.3Ω；故选C；因本实验要采用滑动变阻器分压接法，故为了便于控制，滑动变阻器选择E；
（2）根据题意可知，本实验应采用分压接法，实验电路图如图所示；

（3）两指针角度相同，设示数为I，则有：此时电压值为：I（R_g+R₁）； 电流值为：I+$\frac{I{R}_{g}}{{R}_{2}}$； 由欧姆定律可知：电阻R=$\frac{{R}_{g}+{R}_{1}}{1+\frac{{R}_{g}}{{R}_{2}}}$=$\frac{200+5800}{1+\frac{200}{0.25}}$=7.5Ω；
故答案为：（1）B； C；E；（2）如图所示；（3）7.5

点评 本题考查了测量电动势和内电阻以及电表的改装原理，要注意认真分析给出的仪表和接法，明确实验方法，才能准确求解．