Question

2．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，電路圖如圖a，利用實驗得到了8 組數(shù)據(jù)，在圖c所示的I-U坐標(biāo)系中，通過描點連線得到了小燈泡的伏安特性曲線．
①根據(jù)實驗電路圖a，請在圖b中用筆畫線代替導(dǎo)線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路．

②小燈泡兩端電壓為1.0V時，電阻等于5Ω，此值與此時小燈泡的實際電阻值相比偏�。�（選填偏大、相等或偏�。�
③根據(jù)該小組描繪出的伏安特性圖線，若將5只上述相同的小燈泡并聯(lián)后，直接與電動勢為8V、內(nèi)阻為2Ω的電源組成閉合回路，可使小燈泡的總功率最大，其總功率的值約為8.0W．

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由伏安特性曲線找出對應(yīng)的電流，再由歐姆定律可求得電阻；根據(jù)電壓表的分流明確誤差情況；
③當(dāng)內(nèi)外電阻相等時電源的輸出功率最大，即小電珠的總功率最大，由圖示圖象求出此時電珠兩端電壓與電流，由歐姆定律求出電珠的電阻，然后求出燈泡的個數(shù)，應(yīng)用功率公式可以求出小電珠的總功率．

解答 解：①根據(jù)原理圖可知，實驗有用分壓式接法以及電流表外接法，故實物圖連線如圖所示；
②由圖可知，當(dāng)電壓為1.0V時，電0.2A，則電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.0}{0.2}$=5Ω； 由于采用電流表外接法，故由于電壓表的分流使電流值偏大，故比實際值偏��；
③要使小燈泡總功率最大，即應(yīng)使電源的輸出功率最大；即內(nèi)外電阻相等，故燈泡總電阻應(yīng)為2Ω；此時內(nèi)外電壓應(yīng)相等，故外電壓應(yīng)為4V；由圖可知，電流為0.4A，則每燈泡電阻R=$\frac{4}{0.4}$=10Ω； 要使總電阻為2Ω，應(yīng)將5只燈泡并聯(lián)；總功率P=$\frac{{E}^{2}}{4r}$=$\frac{64}{4×2}$=8.0W．
故答案為：①如圖所示；②5；偏��；③5；8.0．

點評 本題考查了連接實物電路圖、電流表讀數(shù)及電源輸出功率的極值問題；本題要注意明確第三小問中的解題方法，明確電源輸出功率最大值表達式，并且明確當(dāng)內(nèi)外電阻相等時輸出功率最大．