Question

（1）將銅片、鋅片插入水果中，能制成“水果電池”．某同學(xué)采用如圖1所示的實(shí)物圖測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)（E）和內(nèi)阻（r）．
①實(shí)物圖的導(dǎo)線連接僅有兩處錯(cuò)誤，分別是導(dǎo)線

F

和導(dǎo)線

D或C

．（用“A”～“F”表示）
②更正電路后，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄電壓表和電流表的讀數(shù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理得：水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=3.60V、內(nèi)阻r=32.4Ω，由于粗心，該同學(xué)每次記錄電壓和電流的數(shù)據(jù)分別是儀表實(shí)際讀數(shù)的10倍，則該水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值應(yīng)為：E=

0.36

V、r=

32.4

Ω．
（2）有一個(gè)標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣的小燈泡，現(xiàn)要測(cè)定其在0到2.5V的范圍內(nèi)不同電壓下的電功率，并作出其電功率P與其兩端電壓的平方U²的關(guān)系曲線．有下列器材可供選擇：
A．電壓表V（0～3V，內(nèi)阻R_V=3kΩ）B．電流表G（0～500μA，內(nèi)阻R_G=600Ω）
C．電阻箱R₁（0～99.99Ω）D．滑動(dòng)變阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑動(dòng)變阻器R₄（1kΩ，0.5A）F．電源（直流4V，內(nèi)阻不計(jì)）
①為保證實(shí)驗(yàn)安全、準(zhǔn)確、操作方便，應(yīng)選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線外，還需要

ACD

（均用器材對(duì)應(yīng)的字母填寫）；
②根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，完成圖2的連線；
③根據(jù)你的設(shè)計(jì)，若從儀表盤上讀得的數(shù)據(jù)分別為U、I_G，則小燈泡在該條件下的功率表達(dá)式

U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）

（均用字母表示）．表達(dá)式中除U、I_G以外，其他符號(hào)的意義是

R_V是電壓表V的內(nèi)阻，R_G是電流表G內(nèi)阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．

．

Answer 1

分析：1、①滑動(dòng)變阻器采用限流式時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線一上一下接入電路；連接電路時(shí)電表正負(fù)接線柱不要接錯(cuò)；
②電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值是電源的內(nèi)阻．
2、已知燈泡的額定電壓，則可選擇電壓表，由于電流表的量程很小，所以采用電阻箱R₁與電流表并聯(lián)增大量程，
現(xiàn)要測(cè)定其在0到2.5V的范圍內(nèi)不同電壓下的電功率，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動(dòng)變阻器要選擇小電阻；
要求電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則應(yīng)采用分壓接法；同時(shí)考慮燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的大小關(guān)系可以確定電流表的接法；
根據(jù)串并聯(lián)知識(shí)和功率P=UI求解小燈泡功率．

解答：解：（1）①?gòu)膱D中很明顯看到滑動(dòng)變阻器沒有起到變阻作用，導(dǎo)線C、D兩導(dǎo)線應(yīng)調(diào)整一根，另外導(dǎo)線F有錯(cuò)，使得電路處于短路狀態(tài)，
所以答案應(yīng)該是F和D或F和C．
②U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源的電動(dòng)勢(shì)，由題意知，圖象與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值是3.6，
由于粗心每次記錄電壓和電流的數(shù)據(jù)分別是儀表實(shí)際讀數(shù)的10倍，則圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)際值應(yīng)該是0.36，
則電源的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該是0.36V；
U-I圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻，r=

△U

△I

，
由于電壓和電流的數(shù)據(jù)分別是儀表實(shí)際讀數(shù)的10倍，
則圖象的斜率

△U

△I

與正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)是向同的，因此電源內(nèi)阻為32.4Ω．
（2））①燈泡的額定電壓是3V，所以選擇0-3V電壓表，即A．
電流表G量程很小，所以選擇電阻箱R₁與電流G表并聯(lián)增大量程，即C．
現(xiàn)要測(cè)定其在0到2.5V的范圍內(nèi)不同電壓下的電功率，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動(dòng)變阻器要選擇小電阻，即D．
②要求電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；小燈泡電阻較小，故采用安培表外接法；
電路如圖所示：

③從儀表盤上讀得的數(shù)據(jù)分別為U、I_G，則小燈泡兩端的電壓是U，
通過小燈泡的電流I=（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
小燈泡在該條件下的功率表達(dá)式P=UI=U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
R_V是電壓表V的內(nèi)阻，R_G是電流表G內(nèi)阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．
故答案為：（1）①F，D或C
②E=0.36V、r=32.4Ω
（2）①ACD
②如圖所示
③U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
其中R_V是電壓表V的內(nèi)阻，R_G是電流表G內(nèi)阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．

點(diǎn)評(píng)：本題第一小實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查了電路故障分析，和測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，尤其是在讀數(shù)錯(cuò)誤時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)處理較難，
第二實(shí)驗(yàn)考查了電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)原理分析．這是高考中常考學(xué)生解決實(shí)際問題的能力