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    3．要测绘一个标有“6V 2.5W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：
    A．直流电源（6V，内阻未知）
    B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）
    C．电流表A（0-0.6A，内阻未知）
    D．滑动变阻器R（0-20Ω，5A）
    E．滑动变阻器R?（0-200Ω，1A）
    F．定值电阻R0（阻值1990Ω）
    G．开关与导线若干
    （1）由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表G作为电压表使用测出小灯泡两端电压，再用电流表A测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线．该方案实际上不可行，其最主要的原因是电流表G分压较小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大；
    （2）为完成本实验，滑动变阻器应选择D（填器材前的序号）；
    （3）请完成本实验的实物电路图（图1）的连线．

    （4）如图2所示为该种灯泡的U-I图象，现将两个这种小灯泡L1、L2与一个阻值为5Ω的定值电阻R连成如图3所示电路，电源的电动势为E=6V，电键S闭合后，小灯泡L1与定值电阻R的电功率均为P，则P=0.20 W，电源的内阻r=2.5Ω．

    分析 （1）根据两电表的量程可以确定方案是否可行；
    （2）明确电路结构，从而确定滑动变阻器的使用；
    （3）根据灯泡电阻大小选择电流表内外接法，否则应用内接法，则可得出对应的实物图；
    （4）小灯泡L1与定值电阻R的电功率均为P，可知此时灯泡L1的电阻，通过电阻在图象中得出电流、电压，从而得出功率P的大小．而灯泡L2的电流是L1电流的2倍，根据L2的电流，通过图线得出此时的电压，再根据闭合电路欧姆定律求出电源的内阻．

    解答 解：（1）电流表G测量电压范围太小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大；
    （2）本实验只能采用分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的D；
    （3）由于满足灯泡电阻更接近电流表内阻，所以电流表应用外接法，由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量，所以变阻器应采用分压式，如图所示：
    （4）由图3所示电路图可知，小灯泡L1与定值电阻R并联，它们两端电压相等，它们的电功率均为P，由P=UI可知，通过它们的电流相等，它们的电阻相等，即此时灯泡电阻为5Ω，由图2所示图象可知，灯泡两端电压为1V时通过灯泡的电流为0.2A，此时灯泡电阻为5Ω，则功率P=UI=1×0.2=0.2W；
    由电路图可知，L2串联在干路中，通过L2的电流为I=0.2+0.2=0.4A，由图3所示图象可知，电流0.4A所对应的电压为4V，由闭合电路欧姆定律可知，电源内阻为：r=$\frac{6-1-4}{0.4}$=2.5Ω．
    故答案为：（1）电流表G分压较小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大；（2）D；（3）实物图连线如图；（4）0.20；2.5．

    点评 本题考查了连接实物电路图、实验器材的选择、求功率；第（4）小题是本题的难点，分析清楚电路结构、根据电路结构及串联电路特点求出灯泡两端电压，由图象求出通过灯泡的电流是正确解题的关键．

    练习册系列答案
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