Question

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中。

(1)設計如圖甲所示電路圖，要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，且能盡量減小系統誤差，開關接___（填“M”或“N”）閉合開關S前滑片P置于_______（填“A端”或“B端”）

(2)若實驗中電流表出現故障，不能使用。該同學需將一個滿偏電流為1mA、內阻為30Ω的表頭改裝成量程為0-0.6A的電流表，則應將表頭與電阻箱_________（填“串聯”或“并聯”），并將該電阻箱阻值調為__________Ω。（保留一位有效數字）

(3)實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，若用一電動勢E=3V、r=10Ω的電源與該小燈泡連接如圖丙所示的電路，電路接通穩定后小燈泡消耗的功率為______W，若用另一只與該小燈泡完全相同的燈泡與電動勢E=3V、r=10Ω的電源連接如圖丁所示的電路，則電路接通穩定后電源的輸出功率為______W。（計算結果保留兩位小數）

Answer 1

【答案】N A端 并聯 0.05 0.20~0.23 0.08~0.11

【解析】

(1)[1][2]要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，且能盡量減小系統誤差，滑動變阻器采用分壓接法；由于小燈泡電阻較小，電流表采用外接法，故開關S1接N點，閉合開關前，為保護電表，閉合開關S前滑片P置于A端；

(2)[3][4]把表頭改裝成大量程電流表應并聯小電阻，根據并聯電路特點和歐姆定律得

解得

;

(3)[5]在燈泡U-I圖象坐標系內作出電動勢E=3V、r=10Ω的電源的路端電壓隨電流的變化

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓U=1.20V，通過燈泡的電流I=0.18A，則燈泡的實際功率

[6]設通過燈泡的電流為I，燈泡兩端電壓為U，根據圖丁所示電路圖，由閉合電路歐姆定律可得：

E=U+2Ir

則

U=E-2Ir

即

U=3-20I

在燈泡U-I圖象坐標系內作出U=3-20I的圖象如圖所示

由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓U=0.35V，通過燈泡的電流I=0.13A，則電源的輸出功率為