Question

12．某學習小組探究電學元件的伏安特性曲線．
①甲同學要描繪一個標有“3.6V，1.2W”的小燈泡的伏安特性曲線，除了導線和開關(guān)外，還有下列器材可供選擇：
電壓表V（量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ）    直流電源E（電動勢4.5V，內(nèi)阻不計）
電流表A₁（量程350mA，內(nèi)阻約為1Ω）  電流表A₂（量程150mA，內(nèi)阻約為2Ω）
滑動變阻器R₁（阻值0～200Ω）        滑動變阻器R₂（阻值0～10Ω）
實驗中電流表應選A₁，滑動變阻器應選R₂；（填寫器材代號）以下的四個電路中應選用A進行實驗．

②乙同學利用甲同學的電路分別描繪了三個電學元件的伏安特性曲線，如1圖所示．然后他用圖2所示的電路給三個元件分別供電，并測出給元件1和元件2供電時的電流和電壓值，分別標在圖1上，它們是A點和B點．已知R₀=9.0Ω，則該電源的電動勢E′=3.0V，內(nèi)電阻r′=1.0Ω．這個電源給元件3供電時，元件3的電功率P=0.20W．

Answer 1

分析 ①根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，格局燈泡額定電流選擇電流表，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
測量燈泡的伏安特性曲線，電流、電壓需從零開始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法，根據(jù)燈泡的電阻大小確定電流表的內(nèi)外接．
②將電阻R₀等效到電源的內(nèi)部，連接A、B兩點并交于橫軸和縱軸，該圖線為電源外電壓與電流的關(guān)系圖線，通過圖線求出電源的電動勢和內(nèi)阻，圖線與元件3的I-U圖線的交點表示此時的電流和電壓，根據(jù)元件3工作時的電壓和電流，從而求出元件3的電功率．

解答 解：①燈泡的額定電流I=$\frac{1.2}{3.6}$≈0.33A=330mA，則電流表應選：A₁；為方便實驗操作，滑動變阻器應選R₂．
描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器采用分壓式接法；
燈泡的電阻R=$\frac{3.6}{0.33}$≈10.9Ω，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，電流表應采用外接法，
因此應選擇圖A所示實驗電路．
②將電阻R₀等效到電源的內(nèi)部，連接A、B兩點并交于橫軸和縱軸，該圖線為電源外電壓與電流的關(guān)系圖線．
如圖，當電流為0時，外電壓為3V，則電源的電動勢為E=3.0V，內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$-R₀=$\frac{3}{0.3}$-9=1.0Ω．
此時元件3的電流和電壓分別為：0.2A，1.0V，則P=UI=0.20W．
故答案為：①A₁；    R₂；   A 
②3.0；  1.0；  0.20

點評 本題考查了實驗器材的選擇、實驗電路設(shè)計、求電源電動勢與內(nèi)阻、求元件功率等問題，當電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應采用分壓接法，要掌握電流表內(nèi)外接法的判斷方法．