Question

在圖甲所示電路中，電壓表與電流表均可視為理想電表．當(dāng)滑動變阻器的阻值改變時，電壓表與電流表的示數(shù)也會隨之改變．

（1）某同學(xué)在實驗中測得6組數(shù)據(jù)，如下表所示，請在圖乙中的坐標(biāo)紙上畫出電壓隨電流變化的U-I圖線；

I（A）	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
U（V）	2.60	2.40	2.20	2.00	1.80	1.60

（2）根據(jù)實驗得到的圖乙所示的U-I圖線，可知滑動變阻器在電路中消耗的最大功率為______W，此時變阻器的電阻為______Ω．
（3）現(xiàn)有兩個小燈泡L₁、L₂，它們分別標(biāo)有“4V、3W”、“3V、3W”的字樣、兩個電阻箱、與圖甲中相同的電源三節(jié)、一個電鍵．請設(shè)計一個電路，使兩燈泡都能正常發(fā)光且電路消耗的總功率最小，請在圖丙所示的方框中畫出電路圖．（須在圖中標(biāo)出燈泡L₁、L₂）

Answer 1

【答案】分析：圖象的繪制要利用表格中的數(shù)據(jù)，結(jié)合坐標(biāo)的含義畫出圖象．
根據(jù)實驗得到U-I圖線知道U-I的關(guān)系式，根據(jù)數(shù)學(xué)方法求出消耗的功率的最大值．
“4V、3W”、“3V、3W”兩個小燈泡額定電壓、電流不同，所以將L₂并聯(lián)一個電阻，根據(jù)歐姆定律求出需要另一個電阻箱的阻值．
解答：解：（1）U-I圖線如圖；


（2）根據(jù)實驗得到的圖乙所示的U-I圖線，U=-0.5I+3
滑動變阻器在電路中消耗的功率P=UI=-0.5I²+3I
所以當(dāng)I=3A，U=1.5V時滑動變阻器在電路中消耗的功率最大，即4.5w．
此時變阻器的電阻為0.5Ω．
（3）“4V、3W”、“3V、3W”兩個小燈泡額定電壓、電流不同，所以將L₂并聯(lián)一個16Ω電阻，保證并聯(lián)后的電流等于L₁的電流．
根據(jù)歐姆定律得另一個電阻箱的阻值等于R₂=-1.5-3-4=0.5Ω．如圖

故答案為：（1）如圖，（2）4.5，0.5，（3）如圖
點評：解決該題關(guān)鍵要能夠把數(shù)學(xué)圖象與物理規(guī)律結(jié)合起來求解．