Question

18．“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，提供的實驗器材有
A．小燈泡（額定電壓為3.8V，額定電流為0.6A）
B．電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電壓表V（0～6V，內(nèi)阻約為5kΩ）
D．滑動變阻器R₁（0～10Ω，2A）
E．滑動變阻器R₂（0～100Ω，1A）
F．電源（6V，內(nèi)阻不計）
G．開關及導線若干
（1）該同學設計了如圖甲所示的實驗測量電路，實驗中滑動變阻器選R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）圖乙中的曲線a是某次實驗中同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的小燈泡的U-I圖象，根據(jù)圖象可知小燈泡的電阻隨著電流的增大而增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）圖乙中的直線b是某同學在《用伏安法測定電源的電動勢和內(nèi)阻》實驗中，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出的U-I圖象，由直線b可以得到電源電動勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=1Ω．
（4）現(xiàn)在將（2）中的小燈泡接入（3）中的電源中，則電源的總功率P_總=0.6W，小燈泡的實際功率P_實=0.44W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)甲圖滑動變阻器的接法，來選擇滑動變阻器；
（2）在小燈泡的U-I圖象中，斜率表示電阻，觀察斜率變化來判斷小燈泡的電阻的變化；
（3）用伏安法測定電源的電動勢和內(nèi)阻作出的U-I圖象中，與縱軸的交點表示電源電動勢，圖線的斜率的絕對值表示內(nèi)電阻，據(jù)此讀出數(shù)據(jù)計算即可；
（4）從乙圖讀出交點的數(shù)據(jù)，可知這時電路電流，以及小燈泡兩端電壓，據(jù)此計算電源總功率和小燈泡的實際功率．

解答 解：（1）觀察甲圖可知，滑動變阻器采用分壓接法，為了操作方便，滑動變阻器要選用最大阻值較小的，故實驗中滑動變阻器選R₁；
（2）在小燈泡的U-I圖象中，斜率為$\frac{△U}{△I}$，表示的是小燈泡的電阻，觀察曲線a可知，隨著電流的增大，曲線斜率變大，則可知小燈泡的電阻隨著電流的增大而增大；
（3）用伏安法測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗中，由閉合電路歐姆定律E=U+Ir，可得U=E-Ir；即在作出的U-I圖象中，I=0時對應的電壓是電源的電動勢，從直線b可知，電源電動勢為1.5V；U-I圖象中，圖線的斜率的絕對值表示內(nèi)電阻，則r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-0.8}{0.7}Ω$=1Ω；
（4）現(xiàn)在將（2）中的小燈泡接入（3）中的電源中，從圖乙可知，交點處表示此時燈泡的工作電壓和工作電流，從乙圖可知，此時工作電壓U=1.1V，電路電流為I=0.4A
故電源的總功率P_總=IE=0.4×1.5W=0.6W
小燈泡的實際功率P_實=UI=1.1×0.4V=0.44W；
故答案為：（1）R₁；  （2）增大；  （3）1.5； 1；   （4）0.6； 0.44

點評 本題綜合考查了描繪小燈泡的伏安特性曲線和用伏安法測定電源的電動勢和內(nèi)阻兩個實驗，關鍵是要掌握數(shù)據(jù)的處理，以及圖象的物理意義，結(jié)合閉合電路歐姆定律，以及功率的計算公式進行求解．