Question

【題目】為了測定電源電動勢E、內電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線，某同學設計了如圖甲所示的電路。閉合開關，調節(jié)電阻箱的阻值，同時記錄電阻箱的阻值R，電壓表的示數(shù)U1，電壓表的示數(shù)U2。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算出流過電阻箱的電流I，分別描繪了a、b兩條UI圖線，如圖乙所示。請回答下列問題：

（1）寫出流過電阻箱的電流I的表達式：________________________________。

（2）小燈泡兩端電壓隨電流變化的圖象是________(選填“a”或“b”)。

（3）根據(jù)圖乙可以求得電源的電動勢E＝________ V，內電阻r＝________ Ω，該電路中小燈泡消耗的最大功率為______ W。

Answer 1

【答案】b3.02.01.0

【解析】

由電路圖可知，燈泡與電阻箱串聯(lián)，電壓表V1測燈泡電壓，電壓表V2測路端電壓；
（1）由串聯(lián)電路特點求出電阻箱兩端電壓，然后由歐姆定律求出電流表達式．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路特點分析判斷哪個圖象是燈泡電壓隨電流變化的圖象．
（3）電源的U-I圖象與縱軸的交點坐標是電源電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內阻．由圖象找出燈泡的最大電流與最大電壓，由P=UI求出最大功率．

（1）電阻箱兩端電壓UR=U2-U1，通過電阻箱的電流；
（2）燈泡與電阻箱串聯(lián)，電壓表V1測燈泡電壓，燈泡兩端電壓隨電流增大而增大，由圖乙所示圖象可知，圖線b是燈泡電壓隨電流變化的關系圖象．
（3）隨電流增大，路端電壓減小，由圖乙所示圖象可知，圖線a是電源的U-I圖象，由圖線a可知，電源電動勢E=3.0V，電源內電阻；由圖線a可知，燈泡兩端最大電壓為2V，電流為0.5A，燈泡最大功率P=UI=2V×0.5A=1W．