Question

18．某同學在實驗室先后完成下面二個實驗：
a．測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻；b．描繪小燈泡的伏安特性曲線．
①用a實驗測量得到的數(shù)據(jù)作出U-I圖線如圖1中a線，實驗所測干電池的電動勢為1.5V，內(nèi)電阻為0.75Ω．

②在描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗中，為減小實驗誤差，方便調(diào)節(jié)，請在給定的圖2四個電路圖和三個滑動變阻器中選取適當?shù)碾娐坊蚱鞑�，并將它們的編號填在橫線上．應選取的電路是C，滑動變阻器應選取E．
E．總阻值15Ω，最大允許電流2A的滑動變阻器
F．總阻值200Ω，最大允許電流2A的滑動變阻器
G．總阻值1000Ω，最大允許電流1A的滑動變阻器
③將實驗b中得到的數(shù)據(jù)在實驗a中同一U-I坐標系內(nèi)描點作圖，得到如圖2所示的圖線b，如果將實驗a中的電池與實驗b中的小燈泡組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為0.75W，若將兩節(jié)與實驗①中相同的干電池串聯(lián)后與該小燈泡組成閉合回路，則此時小燈泡實際功率為1.12W．（串聯(lián)電池組的電動勢為各電池電動勢之和，內(nèi)阻為各電池內(nèi)阻之和）

Answer 1

分析 本題（1）的關鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出U與I的函數(shù)表達式，然后通過截距和斜率的概念即可求解．題（2）①的關鍵是根據(jù)圖線電流從零調(diào)可知，變阻器應用分壓式接法；根據(jù)$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$可知，電流表應用外接法．題②的關鍵是明確采用分壓式接法時，變阻器阻值越小調(diào)節(jié)越方便．題（3）的關鍵是通過兩圖線的交點讀出通過小燈泡的電流和電壓，然后再根據(jù)相應的公式求解即可．

解答 解：（1）：根據(jù)U=E-Ir=-rI+E可知，U-I圖象的縱軸截距為電動勢，斜率絕對值為待測內(nèi)阻，所以E=1.5V，r=$\frac{1.5-0}{2.0}Ω$=0.75Ω；
（2）①：由于實驗要求電流從零調(diào)節(jié)，所以變阻器應用分壓式接法；由于待測電阻阻值較小，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，所以電流表應是外接法，即應選取的電路是C；
②：變阻器采用分壓式接法時，變阻器阻值越小時調(diào)節(jié)起來越方便，所以變阻器應選擇A；
（3）：讀出U-I圖象中兩圖線的交點坐標，U=0.6V，I=1.2A，可得小燈泡消耗的功率為：P=UI=0.72W；
電源內(nèi)部消耗的功率為：${P}_{\;\;\;內(nèi)}^{\;}$=${\;I}_{\;}^{2}r{=1.2}_{\;}^{2}×7.2W=10.8W$；
故答案為：（1）1.5，0.75；（2）①C，②A；（3）0.72，10.8

點評 做電學實驗題時應明確：①遇到圖象題，應先根據(jù)物理規(guī)律整理出關于縱軸與橫軸物理量的表達式，再討論求解即可．②當要求電流從零調(diào)時，變阻器應采用分壓式接法，并且阻值越小的變阻器調(diào)節(jié)越方便．