Question

12．某同學(xué)設(shè)計了如圖a所示的電路．該電路既能測繪小燈泡的伏安曲線，又能測量電池組的電動勢和內(nèi)阻．
（1）若用圖a電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻，閉合S₁后測出的電源的U-I圖線如圖b中圖線2所示，則S₂處于斷開（選填“斷開”或“閉合”）狀態(tài)，用電壓傳感器B（填“A”或“B”）的數(shù)據(jù)作縱坐標(biāo)．由圖線可知電池組的內(nèi)阻為1.0Ω．
（2）若用圖a電路測繪小燈泡的伏安特性曲線，得到圖b中圖線1所示，S₂處于閉合（選填“斷開”或“閉合”）狀態(tài)，滑動端P向右滑動時小燈泡電壓將減小（選填“增大”或“減小”）．
（3）若由三個這樣的電燈和電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.5Ω的電池及阻值為2Ω的電阻R組成圖c電路，電燈C功率為0.16W．

Answer 1

分析 （1）測電源電動勢和內(nèi)阻采用滑動變阻器的限流式接法，電壓傳感器直接測量電源兩端電壓作為圖象的縱坐標(biāo)即可；
（2）為了描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓要從0開始，故滑動變阻器需要采用分壓接法，根據(jù)燈泡與滑動變阻器哪一段并聯(lián)來判斷滑動端P向右滑動時小燈泡電壓的變化；
（3）將3個燈泡當(dāng)作一個整體，將電阻R等效為電源內(nèi)阻，作出電源的U-I圖象，交點(diǎn)尋找信息，求出燈泡C的功率．

解答 解：（1）測量電源的電動勢和內(nèi)阻滑動變阻器采用限流式接法，因此S₂處于斷開狀態(tài)；直接用電源兩端的電壓即傳感器B的數(shù)據(jù)作為縱坐標(biāo)；電流傳感器的數(shù)據(jù)作為橫坐標(biāo)，作出的圖線的斜率表示電源的內(nèi)阻則r=$\frac{△U}{△I}=\frac{3V-2.7V}{0.3A}=1.0Ω$；
（2）描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓要從0開始測，因此動變阻器需要采用分壓接法，故S₂處于閉合狀態(tài)，電源傳感器A測燈泡兩端電壓作為伏安特性曲線的縱坐標(biāo)，電流傳感器測流過燈泡的電流作為伏安特性曲線的橫坐標(biāo)，燈泡兩端與滑動變阻器aP段并聯(lián)，因此滑動端P向右滑動時小燈泡電壓將減�。�
（3）將電阻R和電燈A、B等效為電源內(nèi)阻，在燈泡的I-U圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出等效電源I-U圖象如圖所示：

由圖象可知，流過燈泡C的電流為0.2A，燈泡兩端電壓為0.8V，故燈泡C實(shí)際功率P=UI=0.8V×0.2A=0.16W．
故答案為：（1）斷開；B；1.0；   （2）閉合；減小；   （3）0.16

點(diǎn)評 本題同時考查了測電源電動勢和內(nèi)阻以及測繪小燈泡的伏安曲線兩個實(shí)驗(yàn)，解題關(guān)鍵是先要明確實(shí)驗(yàn)原理，了解其電路圖構(gòu)成．