Question

2．某學(xué)習(xí)小組探究小燈泡在不同電壓下的功率大小，實驗器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接．

（1）實驗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，請按此要求用筆劃線代替導(dǎo)線在圖中完成余下導(dǎo)線的連接；
（2）實驗測得的數(shù)據(jù)如下表記錄：

序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
電壓U（V）	0	0.30	0.60	0.90	1.20	1.50	1.80	2.10	2.40	2.70
電流I（A）	0	0.10	0.20	0.28	0.35	0.40	0.45	0.48	0.50	0.51

請將剩余兩個點描在圖乙的坐標(biāo)圖中，并畫出小燈泡的伏安特性曲線；
（3）根據(jù)所畫伏安特性曲線判斷：
①將該燈泡直接接在一電動勢為3V、內(nèi)阻為1Ω的電源兩端，小燈泡的功率為1.25W；（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
②將3只相同的小燈泡并聯(lián)后，與①中電源、以及一定值電阻R=0.25Ω串聯(lián)成閉合回路，可使燈泡消耗的總功率最大，最大值約為1.80W．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法，然后連接實物電路圖．
（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象．
（3）在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U-I圖象，求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，然后求出燈泡功率；
當(dāng)內(nèi)外電阻相等時電源的輸出功率，即燈泡總功率最大，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點分析答題．

解答 解：（1）探究小燈泡在不同電壓下的功率大小，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實物電路圖如圖所示：

（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象如圖所示：

（3）①在燈泡U-I圖象中作出電源的U-I圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓U=2.5V，通過燈泡的電流I=0.5A，燈泡功率：P=UI=2.5×0.5=1.25W；
②電源與電阻R整體可以看做等效電源，等效電源內(nèi)阻為1+0.25=1.25Ω，當(dāng)燈泡并聯(lián)電阻為1.25Ω時燈泡總功率最大，
此時路端電壓為1.5V，由燈泡U-I圖象可知，此時通過燈泡的電流為：0.4A，燈泡電阻：R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.4A}$=3.75Ω，
則三只燈泡并聯(lián)電阻為1.25Ω，三只燈泡并聯(lián)時燈泡總功率最大，P_最大=3UI=3×1.5×0.4=1.80W；
故答案為：（1）如圖所示；（2）如圖所示；（3）①1.25；②3；1.80．

點評 本題考查了連接實物電路圖、作圖象、求燈泡功率，要掌握應(yīng)用描點法作圖的方法；應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是處理實驗數(shù)據(jù)常用的方法，掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．