10.(10 分)某同学要研究一小灯泡 L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有:电流表$\mathbf { A } _ { 1 }$ (量程200mA,内阻 $\mathrm { R } _ { \mathrm { g l } } { = } 1 0 . 0 \Omega \cdot$ )、电流表 $\mathbf { A } _ { 2 }$ (量程500mA,内阻 $\mathrm { R } _ { \mathrm { g } 2 } { = } 1 . 0 \Omega \cdot$ )、定值电阻 $\mathrm { R } _ { 0 }$ (阻值 $\mathrm { R } _ { 0 } { = } 1 0 . 0 \Omega $ )、滑动变阻器 $\mathsf { R } _ { 1 }$ (最大阻值10Ω)、电源E(电动势4.5V,内阻很小)、开关S 和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。
( 1 ) 根 据 图 ( a ), 在 图 ( b ) 的 实 物 图 中 画 出 连 线 。
图(a)
图(b)
(2)若 $\mathrm { I } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { I } _ { 2 }$ 分别为流过电流表 $\mathbf { A } _ { 1 }$ 和 $\mathbf { A } _ { 2 }$ 的电流,利用 $\mathrm { I } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { I } _ { 2 }$ 、 $\mathrm { R _ { g 1 } }$ 和 $\mathrm { R } _ { 0 }$ 写出:小灯泡两端的电压 ${ \mathrm { U } } { = } \mathrm { { \_ { I } } _ { 1 } \mathrm { ~ ( R _ { g l } { \pm } R _ { 0 } ) } }$ ,流过小灯泡的电流 $\mathrm { I } { = } \_ { \mathrm { I } _ { 2 } - \mathrm { I } _ { 1 } }$ 。为保证小灯泡的安全, $\mathrm { I } _ { 1 }$ 不能超过 $1 8 0 ~ \mathrm { \ m A }$
(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片的位置并读取相应的 $\mathrm { I } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { I } _ { 2 } .$ .所得实验数据在表中给出。
<table><tr><td> $I_{1}/mA$ </td><td>32</td><td>55</td><td>85</td><td>125</td><td>144</td><td>173</td></tr><tr><td> $I_{2}/mA$ </td><td>171</td><td>229</td><td>299</td><td>379</td><td>424</td><td>470</td></tr></table>
根据实验数据可算得,当 $\mathrm { I } _ { 1 } { = } 1 7 3 \mathrm { m A }$ 时,灯丝电阻 $\ R = \_ 1 1 . 6 \Omega$ (保留1位小数)。
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻 $\mathrm { R } _ { 0 }$ ,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于 8.0 Ω(保留1位小数)。
(1) 如上图所示; (2) ${ \mathrm { I } } _ { 1 } ~ ( \mathrm { R } _ { \mathrm { g l } } { + } \mathrm { R } _ { 0 } ) , ~ { \mathrm { I } } _ { 2 } - { \mathrm { I } } _ { 1 }$ ,180; (3) 11.6; (4) 8.0
