Question

【题目】实验桌上有下列实验仪器：

A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；

B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω；）

C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）；

D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；

E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）；

F．开关、导线若干；

G．小灯泡“4V、0.4A”．

请解答下列问题：

①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是________（填代号），应选择的电流表量程是___________（填量程），应选择的电压表量程是________（填量程）．

②某同学根据测得的数据，作出U-I图象如图1中图线a所示，由此可知电源的电动势E= __________V，内阻r=_______Ω；

③若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求测量多组实验数据，请你在图2框内画出实验原理图__________；

④将③步中得到的数据在同一个U-I坐标系内描点作图，得到如图1所示的图线b，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为 _____W．

Answer 1

【答案】 D 0～0.6 0～3 3 6 0.375

【解析】试题分析：滑动变阻器的选择一是要安全，二是要便于操作，依次为原则选取；根据闭合电路欧姆定律可知，图象纵轴截距等于电源的电动势，斜率等于电源的内，由几何知识求出电动势和内阻．小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，读出电压和电流，由P=UI求出功率．

（1）滑动变阻器E的额定电流远小于电流表的量程，而实验时电路中的电流要达到电流表量程的一半，即0.3A左右，容易烧坏此变阻器，另一方面容易，该变阻器总电阻太大，调节时电路中电流表变化缓慢，不方便调节，而滑动变阻器D接入电路时，电路中最小电流约为，并不超过电流表的量程，故应选择的滑动变阻器是D．
应选择的电流表量程是0～0.6A，应选择的电压表量程是0～3V；

（2）根据闭合电路欧姆定律可知，图象纵轴截距等于电源的电动势，斜率等于电源的内阻，
由几何知识得：纵轴截距b=3.0V，斜率，则电源的电动势为E=b=3.0V，内阻为r=k=6Ω．

（3）描绘出小灯泡的伏安特性曲线需要滑动变阻器采用分压式，一般情况下电流表采用外接法，实验原理电路图如图：

（4）小灯泡的伏安特性曲线与电源的U-I图线的交点表示小灯泡接在该电源上的工作状态，
读出交点处的电压和电流分别为：U=1.5V，I=0.25A，则小灯泡的功率为P=UI=0.375W．