Question

11．在探究小燈泡的伏安特性實驗中，所用器材有：燈泡L、量程恰當?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V、直流電源E、滑動變阻器R、電鍵S等，要求燈泡兩端電壓從0V開始變化．

（1）實驗中滑動變阻器應采用分壓接法（填“分壓”或“限流”）；
（2）某同學已連接如圖1所示的電路，在連接最后一根導線的C端到直流電源正極之前，請指出其中僅有的2個不當之處，并說明如何改正．
A．電鍵不應閉合，應處于斷開狀態(tài)．
B．滑動變阻器的滑動觸頭P位置不當，應將其置于b端．
（3）電路連接正確后，分別測得兩只燈泡L₁和L₂的伏安特性曲線如圖2中I和Ⅱ所示．然后將燈泡L₁、L₂與電池組（電動勢和內(nèi)阻均恒定）連成如圖3所示電路．多次測量后得到通過L₁和L₂的電流平均值分別為0.30A和0.60A．
A．在圖2中畫出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線；
B．由該曲線可知電池組的電動勢為4.6V，內(nèi)阻為2.7Ω．（均取2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 由于要求燈泡兩端電壓從OV開始變化，所以滑動變阻器必須分壓式接法．從圖中可知，電鍵處于閉合狀態(tài)，同時滑動觸頭也在不當位置．兩只燈泡l₁和l₂ 的伏安特性曲線如圖Ⅱ中Ⅰ和Ⅱ所示，結(jié)合圖Ⅲ所示電路，可以畫出閉合電路的路端電壓與電流的圖象．從而讀出電源的電動勢，算出電源的內(nèi)電阻．

解答 解：（1）探究小燈泡的伏安特性曲線要求電壓從0到額定電壓變化，所以滑動變阻器必須采用分壓解法．
（2）在連接線路時必須將每個開關(guān)斷開，而圖中是閉合的這是第一個錯誤．連好線路后在閉合開關(guān)前需要將限流滑動變阻器調(diào)到阻值最大，將分壓滑動變阻器調(diào)到輸出為0端，在圖中是b端，以保護電源和電表．

（3）描繪電源的伏安特性曲線要求外電阻變化測定對應的多組路端電壓和電流，本實驗中用兩個小燈泡來改變外電阻獲得兩組電流值，然后在小燈泡的伏安特性曲線上查出對應的電壓，用兩個坐標點描繪圖象．為描繪準確可以先進行理論計算，首先查出兩坐標為（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），
則內(nèi)阻為r=$\frac{3.8-3.0}{0.6-0.3}$=2.7Ω，電動勢為E=4.6V，然后作出準確圖象如圖．
故答案為：（1）分壓；（2）電鍵不應閉合，應處于斷開狀態(tài)；滑動變阻器的滑動觸頭P位置不當，應將其置于b端．（3）4.6；2.7．

點評 當電路中的路端電壓與電流圖象與負載的電壓與電流圖象相交時，則交點表示它們的電流．原因是負載與電源相串聯(lián)．而路端電壓與電流的圖象的縱交點是表示電源的電動勢，橫交點表示短路電流．