Question

【題目】一個(gè)標(biāo)有“3V，1.5W”小燈泡的伏安特性曲線如圖(a)所示。小明同學(xué)有兩節(jié)干電池，其中一節(jié)新電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為1.5Ω；另一節(jié)為舊電池，使用多用電表粗略測(cè)出該舊電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.4V，查閱資料得知舊電池的內(nèi)阻為10Ω以上。

(1)現(xiàn)用新電池直接給該小燈泡供電，小燈泡發(fā)光昏暗，則小燈泡實(shí)際功率為___________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(2)該同學(xué)嘗試用這兩節(jié)干電池串聯(lián)在一起為該小燈泡供電，在接入電路前，先測(cè)定該電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：

A.電流表G(滿偏電流2mA，內(nèi)阻10Ω)

B.電流表A(0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)

C.滑動(dòng)變阻器R1(0~5Ω，10A)

D滑動(dòng)變阻器R2(0~50Ω，1A)

F.定值電阻R3=1990Ω

G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

①為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，選用滑動(dòng)變阻器___________(填寫(xiě)器材前面的序號(hào))。

②利用實(shí)驗(yàn)室備有的實(shí)驗(yàn)器材在虛線框中畫(huà)出測(cè)量電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖____。

③該同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)出了多組I1(電流表A的示數(shù))和I2(電流表G的示數(shù))，并作出了如圖(b)所示的I1和I2的關(guān)系圖線。根據(jù)圖線可得，被測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)為___________V，內(nèi)阻為___________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

④根據(jù)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻判斷用新、舊干電池各一節(jié)串聯(lián)在一起為該小燈泡供電比一節(jié)新干電池單獨(dú)使用時(shí)亮度___________(填“亮”或“暗”)

Answer 1

【答案】0.30-0.34 D 2.90-2.92 11.6-11.7 暗

【解析】

根據(jù)題中“測(cè)量電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”可知，本題考察測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用閉合電路的歐姆定律、電表改裝、圖象法等知識(shí)分析求解。

(1)設(shè)燈泡接在新電池兩端時(shí)，燈泡兩端的電壓為，流過(guò)燈泡的電流為，據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，整理得：；將表達(dá)式對(duì)應(yīng)的圖象畫(huà)出來(lái)，圖象與燈泡伏安特性曲線的交點(diǎn)表示電池與燈泡相連時(shí)的工作情況；小燈泡實(shí)際功率。

(2) ①新、舊電池串聯(lián)后，電池組的電阻約11.5Ω；為使電路中電流的變化范圍略大些，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器R2(0~50Ω，1A)，即選擇滑動(dòng)阻器D。

②題中首先將電流表G(滿偏電流2mA，內(nèi)阻10Ω)與定值電阻R3(R3=1990Ω)串聯(lián)，改裝成量程的電壓表。電壓表的內(nèi)阻()已知，則可將電流表接成相對(duì)電源的電流表外接法，從而準(zhǔn)確測(cè)量電源兩端的電壓和流過(guò)電源的電流。電路如圖：

③根據(jù)電路圖，由閉合電路歐姆定律可得：，整理得：；對(duì)比圖象得：、，解得：、。

④ 設(shè)燈泡接在電池組兩端時(shí)，燈泡兩端的電壓為，流過(guò)燈泡的電流為，據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，整理得：；將表達(dá)式對(duì)應(yīng)的圖象畫(huà)出來(lái)，圖象與燈泡伏安特性曲線的交點(diǎn)表示電池組與燈泡相連時(shí)的工作情況；可得這時(shí)的電壓電流均比新干電池單獨(dú)使用時(shí)小，則燈泡比一節(jié)新干電池單獨(dú)使用時(shí)亮度要暗一些。