Question

6．我們知道：小燈泡的電阻隨通電電流的增加而非線性地增大．現(xiàn)要測(cè)定當(dāng)一個(gè)小燈泡的電阻等于已知電阻R₀時(shí)，通過(guò)它的電流強(qiáng)度．選用的實(shí)驗(yàn)器材有：
A．待測(cè)小燈泡R_L：標(biāo)稱值“2.5V、0.3A”
B．直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約6V
C．滑動(dòng)變阻器R′：標(biāo)稱值“50Ω、1.5A”
D．微安表：量程0～200μA，內(nèi)阻500Ω
E．已知定值電阻：R₀=6Ω
F．供選用的電阻：R₁=160Ω、R₂=3kΩ、R₃=100kΩ
G．一個(gè)單刀單擲開(kāi)關(guān)S₁、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S₂、導(dǎo)線若干
①利用一個(gè)或幾個(gè)“供選用的電阻”將微安表改裝成一個(gè)量程略大于2.5V的伏特表，將改裝的電路圖畫(huà)在圖甲的方框內(nèi)，此伏特表的量程是2.6V（本問(wèn)結(jié)果取兩位有效數(shù)字）；
②現(xiàn)利用改裝好的伏特表和選用的器材設(shè)計(jì)如圖乙所示的電路，來(lái)測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度，請(qǐng)?jiān)趫D丙的實(shí)物圖上連線
③將滑動(dòng)變阻器R′的觸頭置于最右端，S₂先接a，閉合S₁．測(cè)得定值電阻R₀兩端的電壓U₀，再改接b，測(cè)得小燈泡R_L兩端的電壓U_L．若U_L≠U₀，則需反復(fù)調(diào)節(jié)R′，直到S₂接a和接b時(shí)，定值電阻R₀兩端電壓U₀′和燈泡R_L兩端電壓U_L′相等，即U₀′=U_L′．若測(cè)得此時(shí)伏特表的示數(shù)為1.5V，則通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度為0.25A

Answer 1

分析 ①關(guān)鍵是根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律畫(huà)出改裝電壓表的可能電路圖，然后通過(guò)計(jì)算符合要求的即為所求；
②根據(jù)原理圖明確對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
③由等效替代方法可知小燈泡的電阻等于定值電阻即可求解．

解答 解：①若將電表改裝成2.5V的電壓表應(yīng)串聯(lián)的電阻值為R，如圖所示；
由2.5=200×10^-6×（500+R），得R=12kΩ．從三個(gè)供選用的電阻中沒(méi)有合適的阻值，應(yīng)將微安表量程增大將160Ω的電阻與微安表并聯(lián)，則流過(guò)160Ω電阻的電流I₁=$\frac{0.1}{160}$=0.625×10^-3A，電表電流為I=0.1+0.625=0.825mA，若再串聯(lián)3kΩ電阻時(shí)改裝成的電壓表量程為U=（0.1+0.825）×10^-3×3×10³=2.6V；
②根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
③由題意可知，電壓表示數(shù)為1.5V，電阻R₀=6Ω；
則I=$\frac{1.5}{6}$=0.25A
故答案為：（1）如圖所示，2.6；（2）如圖所示； （3）0.25．

點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪燈泡的伏安特性曲線的性質(zhì)和實(shí)物圖的連接，要熟練掌握歐姆定律和串并聯(lián)電路的應(yīng)用，掌握電壓表的改裝原理和改裝方法．