Question

20．利用以下實(shí)驗(yàn)器材測(cè)定電流表內(nèi)阻R_A和描繪小燈泡伏安特性曲線（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
小燈泡L（規(guī)格為“2.5 V，l.2 W”）    
電流表A（量程為0〜0.6A，內(nèi)阻R_A未知）
電壓表V（量程為0〜1.5V，內(nèi)阻1500Ω） 
理想電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻可忽略）
電阻箱R₁（最大阻值99.9Ω）           
電阻箱R₂（最大阻值9999.9Ω）
電鍵K及導(dǎo)線若干

①該實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的量程小于小燈泡的額定電壓，為了保證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，將電壓表改裝成量程為2.5V的新電壓表，必須串聯(lián)（填“串”或“并”）電阻箱R₁（填R₁或R₂），并將電阻箱的阻值調(diào)到1000Ω；
②該實(shí)驗(yàn)電路如圖（a）所示其中符號(hào)表示改裝后的電壓表，示數(shù)為改裝表示數(shù)，當(dāng)R=11.0Ω時(shí)，電流表示數(shù)為0.200A，電壓表示數(shù)為0.40V；當(dāng)R=2.2Ω時(shí)，電流表示數(shù)為0.400A，電壓表示數(shù)為1.32V；則電源電動(dòng)勢(shì)E=3.00v，電流表內(nèi)阻R_A=2.00Ω；
③多次改變電阻箱的阻值，得到多組小燈泡的電流I與電壓U的關(guān)系，在坐標(biāo)紙上作出小燈泡伏安特性曲線如圖（b）所示，若將此燈泡和一個(gè)6Ω的定值電阻、電源E串聯(lián)，則燈泡的實(shí)際功率為0.384W．

Answer 1

分析 ①根據(jù)改裝原理可明確應(yīng)如何將電壓表擴(kuò)大量程；
②分析電路圖，根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，代入數(shù)據(jù)可求得電源的電動(dòng)勢(shì)和電流表內(nèi)阻；
③作出等效電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，則由P=UI可求得功率．

解答 解：（1）當(dāng)電壓表滿偏時(shí)，Im=$\frac{1.5}{1500}$=10^-3A； 要想改成2.5V的電壓表需要串聯(lián)電阻R=$\frac{2.5-1.5}{1×1{0}^{-3}}$=1000Ω；故只能選擇R₂；
（2）根據(jù)改裝原理可知，改裝后的電壓值為電壓表量程的$\frac{5}{3}$倍；
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：
E=U_V+I_A（R+R_A）
代入數(shù)據(jù)可知
E=$\frac{5}{3}$×0.4+0.2（11+R_A）
E=$\frac{5}{3}×1.32$+0.40（2.2+R_A）
解得：
E=3.00V，R_A=2.00Ω；
將6Ω的定值電阻看作電源內(nèi)阻，作出電源的U-I圖象，交點(diǎn)為燈泡實(shí)際的電流電壓值，由圖可知，電壓為1.2V，電流為0.32A；
根據(jù)P=UI可得小燈泡的功率為P=1.2×0.32=0.384W．
故答案為：
①串；R₂；
②3.00；2.00；
③0.384．

點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪小燈泡的伏安特性曲線以及電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中對(duì)圖象的分析以及數(shù)據(jù)處理的方法．