Question

【題目】為描述“220V 100W”白熾燈的伏安特性曲線(xiàn)，提供的器材有：白熾燈，調(diào)壓變壓器，22V交流電源，交流電壓表（量程300V、內(nèi)阻300kΩ），交流電流表（量程0.6A、內(nèi)阻0.15Ω），開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線(xiàn)若干。

（1）如圖（a）所示是調(diào)壓變壓器的構(gòu)造圖，在圓環(huán)形的鐵芯上只繞一個(gè)線(xiàn)圈。如果將220V交流電接在變壓器的AB端，測(cè)量電路接在BP端。該變壓器用作_______變壓器（選填“升壓”或“降壓”）。

（2）為使在額定電壓下測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差盡量小，請(qǐng)?jiān)趫D（b）中完成該測(cè)量原理電路圖的連線(xiàn)。在電路接通之前，應(yīng)將調(diào)壓變壓器的滑動(dòng)觸頭P移動(dòng)至_______端(選“A”或“B”)，并且將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)至____端（選填“a”或“b”）附近。

(3)根據(jù)測(cè)量結(jié)果描繪出“220V 100W”白熾燈的伏安特性曲線(xiàn)如圖（c）所示。若將兩個(gè)“220V 100W”的燈泡串聯(lián)后接入如圖（d）所示的交流電路中，已知R1=1kΩ，R2=10kΩ，n1=200匝，n2=400匝，則通過(guò)白熾燈的電流為_________A，電阻R1消耗的功率為________W。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 降壓 A 端 b端 0.24（0.22～0.26均可） 68（64～70均可）

【解析】（1）由圖可知，輸入端將全部線(xiàn)圈均接入，而輸出端只接入了一部分線(xiàn)圈，則可知，輸出電壓一定小于輸入電壓，故為降壓變壓器；
（2）變壓器視為電源，由于電源電壓最大為220V，通過(guò)變壓器可以將電壓調(diào)整為零，故本實(shí)驗(yàn)不需要采用分壓接法，應(yīng)采用限流接法；同時(shí)燈泡電阻，則有：，故該電阻應(yīng)視為大電阻，采用電流表內(nèi)接法，故電路圖如圖所示；為了讓電路中電流最小，開(kāi)始時(shí)應(yīng)將滑片調(diào)至接入電阻最大的位置，故滑片滑到b端；
（3）根據(jù)變壓器原理可知，輸出電壓；設(shè)燈泡電壓為U，電流為I，則根據(jù)歐姆定律可得：，代入數(shù)據(jù)并變形解得：U=200-454I；在燈泡的伏安特性曲線(xiàn)圖中作出對(duì)應(yīng)的圖象，如圖所示，則兩圖的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知，電流I=0.24A；電壓U=90V；R1兩端的電壓U'=440-2U=440-180=260V；故消耗的電功率