Question

18．某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接．
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；
②该小组描绘出的伏安特性曲线如图乙所示，若用电动势为3V、内阻为5Ω的电源和该灯泡串联组成闭合电路，则该灯泡的功率为0.43W（保留两位小数）．
③根据图线判断，2只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为2Ω的电源组成闭合闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为1.12W（保留两位小数）．

Answer 1

分析 ①根据题意确定滑动变阻器的接法，然后连接实物电路图．
②在乙图中作出电源的伏安特性曲线，两图的交点表示灯泡的工作点，由图可求得电压和电流，由P=UI可求得功率；
③当内外电阻相等时电源的输出功率最大，即小电珠的总功率最大，由图示图象求出此时电珠两端电压与电流，由欧姆定律求出电珠的电阻，然后求出灯泡的个数，应用功率公式可以求出小电珠的总功率．

解答 解：①滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接法，电路图如图所示：

②在对应的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，如图所示，两图线的交点表示灯泡的工作点，则由图可知，电压约为1.35V，电流约为0.34A，故灯泡的功率P=135×0.32=0.43W；
③电源内阻为2欧姆，当外电路电阻与电源内阻相等，即灯泡并联总电阻为2欧姆时灯泡的总功率最大，
由于内外电阻相等，则内外电压相等，电源电动势为3V，则路端电压为1.5V，由图乙所示图象可知，
电压为1.5V时通过小电珠的电流为0.375A，此时小电珠的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5}{0.375}$Ω=4Ω，2只小电珠的并联阻值为2Ω，
因此需要2只小电珠并联，此时小电珠的总功率：P=2UI=2×1.5×0.375=1.12W；
故答案为：①如图所示；②0.43；③2；1.12

点评 本题考查了连接实物电路图、电流表读数、求灯泡个数、求灯泡总功率；当电压与电流从零开始变化时滑动变阻器只能采用分压接法，根据题意确定滑动变阻器的接法是正确连接实物电路图的前提与关键．