Question

11．在探究小燈泡的伏安特性實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：燈泡L、量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V、直流電源E、滑動(dòng)變阻器R、電鍵S等，要求燈泡兩端電壓從0V開始變化．

（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法（填“分壓”或“限流”）；
（2）某同學(xué)已連接如圖1所示的電路，在連接最后一根導(dǎo)線的C端到直流電源正極之前，請(qǐng)指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處，并說明如何改正．
A．電鍵不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
B．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P位置不當(dāng)，應(yīng)將其置于b端．
（3）電路連接正確后，分別測(cè)得兩只燈泡L₁和L₂的伏安特性曲線如圖2中I和Ⅱ所示．然后將燈泡L₁、L₂與電池組（電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均恒定）連成如圖3所示電路．多次測(cè)量后得到通過L₁和L₂的電流平均值分別為0.30A和0.60A．
A．在圖2中畫出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線；
B．由該曲線可知電池組的電動(dòng)勢(shì)為4.6V，內(nèi)阻為2.7Ω．（均取2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 由于要求燈泡兩端電壓從OV開始變化，所以滑動(dòng)變阻器必須分壓式接法．從圖中可知，電鍵處于閉合狀態(tài)，同時(shí)滑動(dòng)觸頭也在不當(dāng)位置．兩只燈泡l₁和l₂ 的伏安特性曲線如圖Ⅱ中Ⅰ和Ⅱ所示，結(jié)合圖Ⅲ所示電路，可以畫出閉合電路的路端電壓與電流的圖象．從而讀出電源的電動(dòng)勢(shì)，算出電源的內(nèi)電阻．

解答 解：（1）探究小燈泡的伏安特性曲線要求電壓從0到額定電壓變化，所以滑動(dòng)變阻器必須采用分壓解法．
（2）在連接線路時(shí)必須將每個(gè)開關(guān)斷開，而圖中是閉合的這是第一個(gè)錯(cuò)誤．連好線路后在閉合開關(guān)前需要將限流滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大，將分壓滑動(dòng)變阻器調(diào)到輸出為0端，在圖中是b端，以保護(hù)電源和電表．

（3）描繪電源的伏安特性曲線要求外電阻變化測(cè)定對(duì)應(yīng)的多組路端電壓和電流，本實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)小燈泡來改變外電阻獲得兩組電流值，然后在小燈泡的伏安特性曲線上查出對(duì)應(yīng)的電壓，用兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)描繪圖象．為描繪準(zhǔn)確可以先進(jìn)行理論計(jì)算，首先查出兩坐標(biāo)為（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），
則內(nèi)阻為r=$\frac{3.8-3.0}{0.6-0.3}$=2.7Ω，電動(dòng)勢(shì)為E=4.6V，然后作出準(zhǔn)確圖象如圖．
故答案為：（1）分壓；（2）電鍵不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài)；滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P位置不當(dāng)，應(yīng)將其置于b端．（3）4.6；2.7．

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)電路中的路端電壓與電流圖象與負(fù)載的電壓與電流圖象相交時(shí)，則交點(diǎn)表示它們的電流．原因是負(fù)載與電源相串聯(lián)．而路端電壓與電流的圖象的縱交點(diǎn)是表示電源的電動(dòng)勢(shì)，橫交點(diǎn)表示短路電流．