Question

11．要想了解不同元件的性能，往往需要描繪它們的伏安特性曲線．
（1）為了測(cè)定和描繪“220V，40W”白熾電燈燈絲的伏安特性曲線，可以利用調(diào)壓變壓器供電．調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它只有一組線圈L，繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入端接在220V交流電源的火線與零線間，輸出端有一個(gè)滑動(dòng)觸頭P，移動(dòng)它的位置，就可以使輸出電壓在0～250V之間連續(xù)變化，圖甲中給出了調(diào)壓變壓器的電路圖符號(hào)及交流電源的火線與零圖．實(shí)驗(yàn)室內(nèi)備有交流電壓表、交流電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材．
a．在甲圖中完成實(shí)驗(yàn)電路圖．
b．如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出的伏安特性曲線如圖乙所示，試根據(jù)圖線確定，把兩個(gè)完全相同的“220V，40W”白熾燈串聯(lián)在220V交流電源的火線與零線間，這兩只電燈消耗的總電功率是33w．
（2）某壓敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示，它經(jīng)常被用作家電器的保護(hù)電路，如圖丁所示是某影碟機(jī)（VCD）的電源電路的一部分，CT表示電源插頭，S是電源開(kāi)關(guān)，BX是保險(xiǎn)絲，R是壓敏電阻，試通過(guò)伏安特性曲線說(shuō)明壓敏電阻對(duì)變壓器的保護(hù)作用．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后作出電路圖．由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡兩端電壓，由燈泡I-U圖象求出該電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率．
（2）當(dāng)電壓低于250V時(shí)，壓敏電阻上流過(guò)的電流幾乎是零，當(dāng)電源電壓突然升高，高于250V時(shí)，流過(guò)該電阻電流會(huì)迅速增大，電阻幾乎為零，進(jìn)行分析求解．

解答 解：（1）a、燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為：R=$\frac{{220}^{2}}{40}$=12120Ω，電阻較大，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，右邊接電源，其中接火線的那根線上應(yīng)串聯(lián)電鍵；左邊接燈泡．如圖所示．
b、兩個(gè)相同的燈泡串聯(lián)接在220V電源上，每個(gè)燈泡兩端電壓為110V，由燈泡的I-U圖象可知，此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為0.15A，則兩燈泡消耗的總功率P=UI=220V×0.15A=33W；
（2）當(dāng)電壓低于250V時(shí)，壓敏電阻上流過(guò)的電流幾乎是零，即電阻可看作無(wú)限大，壓敏電阻對(duì)電路幾乎無(wú)影響，變壓器正常工作．
當(dāng)電源電壓突然升高，高于250V時(shí)，流過(guò)該電阻電流會(huì)迅速增大，電阻幾乎為零，使得a、b兩點(diǎn)短路，這時(shí)保險(xiǎn)絲立即熔斷，電源被切斷，保護(hù)了變壓器的安全．
故答案為：
（1）如圖；33w
（2）當(dāng)電壓低于250V時(shí)，壓敏電阻上流過(guò)的電流幾乎是零，即電阻可看作無(wú)限大，壓敏電阻對(duì)電路幾乎無(wú)影響，變壓器正常工作．
當(dāng)電源電壓突然升高，高于250V時(shí)，流過(guò)該電阻電流會(huì)迅速增大，電阻幾乎為零，使得a、b兩點(diǎn)短路，這時(shí)保險(xiǎn)絲立即熔斷，電源被切斷，保護(hù)了變壓器的安全．

點(diǎn)評(píng) 連接電路圖時(shí)要注意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．