Question

18．某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接．
①實(shí)驗(yàn)要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接；
②該小組描繪出的伏安特性曲線如圖乙所示，若用電動勢為3V、內(nèi)阻為5Ω的電源和該燈泡串聯(lián)組成閉合電路，則該燈泡的功率為0.43W（保留兩位小數(shù)）．
③根據(jù)圖線判斷，2只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3V、內(nèi)阻為2Ω的電源組成閉合閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為1.12W（保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法，然后連接實(shí)物電路圖．
②在乙圖中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn)，由圖可求得電壓和電流，由P=UI可求得功率；
③當(dāng)內(nèi)外電阻相等時電源的輸出功率最大，即小電珠的總功率最大，由圖示圖象求出此時電珠兩端電壓與電流，由歐姆定律求出電珠的電阻，然后求出燈泡的個數(shù)，應(yīng)用功率公式可以求出小電珠的總功率．

解答 解：①滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，則滑動變阻器采用分壓接法，電路圖如圖所示：

②在對應(yīng)的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，如圖所示，兩圖線的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn)，則由圖可知，電壓約為1.35V，電流約為0.34A，故燈泡的功率P=135×0.32=0.43W；
③電源內(nèi)阻為2歐姆，當(dāng)外電路電阻與電源內(nèi)阻相等，即燈泡并聯(lián)總電阻為2歐姆時燈泡的總功率最大，
由于內(nèi)外電阻相等，則內(nèi)外電壓相等，電源電動勢為3V，則路端電壓為1.5V，由圖乙所示圖象可知，
電壓為1.5V時通過小電珠的電流為0.375A，此時小電珠的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5}{0.375}$Ω=4Ω，2只小電珠的并聯(lián)阻值為2Ω，
因此需要2只小電珠并聯(lián)，此時小電珠的總功率：P=2UI=2×1.5×0.375=1.12W；
故答案為：①如圖所示；②0.43；③2；1.12

點(diǎn)評 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電流表讀數(shù)、求燈泡個數(shù)、求燈泡總功率；當(dāng)電壓與電流從零開始變化時滑動變阻器只能采用分壓接法，根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法是正確連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵．