Question

12．某學(xué)習(xí)小組探究電學(xué)元件的伏安特性曲線．
①甲同學(xué)要描繪一個(gè)標(biāo)有“3.6V，1.2W”的小燈泡的伏安特性曲線，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有下列器材可供選擇：
電壓表V（量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ）    直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）
電流表A₁（量程350mA，內(nèi)阻約為1Ω）  電流表A₂（量程150mA，內(nèi)阻約為2Ω）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～200Ω）        滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～10Ω）
實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選A₁，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂；（填寫器材代號(hào)）以下的四個(gè)電路中應(yīng)選用A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

②乙同學(xué)利用甲同學(xué)的電路分別描繪了三個(gè)電學(xué)元件的伏安特性曲線，如1圖所示．然后他用圖2所示的電路給三個(gè)元件分別供電，并測(cè)出給元件1和元件2供電時(shí)的電流和電壓值，分別標(biāo)在圖1上，它們是A點(diǎn)和B點(diǎn)．已知R₀=9.0Ω，則該電源的電動(dòng)勢(shì)E′=3.0V，內(nèi)電阻r′=1.0Ω．這個(gè)電源給元件3供電時(shí)，元件3的電功率P=0.20W．

Answer 1

分析 ①根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，格局燈泡額定電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
測(cè)量燈泡的伏安特性曲線，電流、電壓需從零開始測(cè)起，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，根據(jù)燈泡的電阻大小確定電流表的內(nèi)外接．
②將電阻R₀等效到電源的內(nèi)部，連接A、B兩點(diǎn)并交于橫軸和縱軸，該圖線為電源外電壓與電流的關(guān)系圖線，通過圖線求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，圖線與元件3的I-U圖線的交點(diǎn)表示此時(shí)的電流和電壓，根據(jù)元件3工作時(shí)的電壓和電流，從而求出元件3的電功率．

解答 解：①燈泡的額定電流I=$\frac{1.2}{3.6}$≈0.33A=330mA，則電流表應(yīng)選：A₁；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂．
描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；
燈泡的電阻R=$\frac{3.6}{0.33}$≈10.9Ω，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，
因此應(yīng)選擇圖A所示實(shí)驗(yàn)電路．
②將電阻R₀等效到電源的內(nèi)部，連接A、B兩點(diǎn)并交于橫軸和縱軸，該圖線為電源外電壓與電流的關(guān)系圖線．
如圖，當(dāng)電流為0時(shí)，外電壓為3V，則電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3.0V，內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$-R₀=$\frac{3}{0.3}$-9=1.0Ω．
此時(shí)元件3的電流和電壓分別為：0.2A，1.0V，則P=UI=0.20W．
故答案為：①A₁；    R₂；   A 
②3.0；  1.0；  0.20

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻、求元件功率等問題，當(dāng)電壓與電流從零開始變化時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，要掌握電流表內(nèi)外接法的判斷方法．