Question

10．某學習小組擬研究一個標有“3.6V  1.8W”的小電珠的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：
①電流表A，量程0-0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω；
②電壓表V，量程0-15V，內(nèi)阻約為15kΩ；
③滑動變阻器R，阻值范圍0-10Ω；
④學生電源E，電動勢為4V，內(nèi)阻不計
⑤開關S及導線若干．
（1）該學習小組的某同學設計了如圖甲所示的電路進行測量，請按照圖甲所示的實物圖幫該同學將圖乙中的電路圖補充完整．

（2）該同學在實驗中發(fā)現(xiàn)，由于電壓表的量程較大而造成讀數(shù)誤差很大，因而影響了測量結果．于是從實驗室找來一只量程為I_g=100μA、內(nèi)阻R_g=1000Ω的靈敏電流計，想把該靈敏電流計改裝成量程為5V的電壓表，則需串聯(lián)一個阻值為49000Ω的電阻．
（3）該同學用改裝后的電壓表進行實驗，得到電流表讀數(shù)I₁和靈敏電流計讀數(shù)I₂如下表所示．請在圖丙中的坐標紙上畫出I₁-I₂圖線．

I1（A）	0	0.19	0.30	0.37	0.43	0.46	0.48	0.49
I2（μA）	0	10	20	30	40	50	60	70

（4）若將該小電珠接在如圖丁所示的電路中，則該小電珠消耗的電功率約為0.35W．（已知電源的電動勢為E=3.0V，內(nèi)阻r=1.5Ω，定值電阻R₀=4.5Ω，結果保留兩位有效數(shù)字．提示：可作出該小電珠在此電路中的I-U圖象幫助求解．）

Answer 1

分析 （1）分析實物圖，根據(jù)實物圖可得出對應的原理圖；
（2）根據(jù)改裝原理可明確要擴大量程應串聯(lián)大電阻；根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可求得串聯(lián)電阻；
（3）根據(jù)描點法可得出對應的伏安特性曲線；
（4）將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，作出等效電源的伏安特性曲線，兩圖象的交點即為電源的工作點，讀出交點坐標即可求出燈泡的功率．

解答 解：（1）根據(jù)實物圖可得出對應的原理圖，如圖所示；
（2）要改裝成電壓表應串聯(lián)一個大電阻；
設改裝后的電壓表為R_總，則R_總=$\frac{U}{{I}_{g}}$=$\frac{5}{100×1{0}^{-6}}$=50000Ω，
故R_串=R_總-R_g=49000Ω．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出對應的伏安特性曲線，如圖所示；

（4）將定值電阻R₀看做該電源的電阻，則內(nèi)阻r′=6Ω，由此可得路端電壓U=E-Ir′，在I₁-I₂圖線所在坐標紙上作出該I-U圖象如右圖所示，可知其交點坐標表示的電流約為0.32 A，電壓約為1.1 V，所以該燈泡消耗的功率約為P=0.32×1.1 W≈0.35 W）．
故答案為：（1）如圖所示；（2）49000；（3）如圖所示；（4）0.35．

點評 本題考查測量小燈泡的伏安特性曲線，注意本實驗中一般采用分壓及電流表外接法，一定要牢記這兩種接法的電路圖．同時注意明確圖象的性質和應用，能利用圖象找出燈泡的工作點，注意等效電源的方法．