Question

（1）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确的操作，插好了4枚大头针P₁、P₂和P₃、P₄，如图所示．
①在坐标线上画出完整的光路图，并标出入射角θ₁和折射角θ₂；

②对你画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率n=

 

（结果保留2位有效数字）．
（2）某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线．
①甲同学要描绘一个标有“3.6V，1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：
电压表V（量程5V，内阻约为5kΩ）
直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）
电流表A₁（量程350mA，内阻约为1Ω）
电流表A₂（量程150mA，内阻约为2Ω）
滑动变阻器R₁（阻值0～200Ω）
滑动变阻器R₂（阻值0～10Ω）
实验中电流表应选

 

，滑动变阻器应选

 

；（填写器材代号）
以下的四个电路中应选用

 

进行实验．

②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图3所示．然后他用图4所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值，分别标在图3上，它们是A点和B点．已知R₀=9.0Ω，则该电源的电动势EE′=

 

V，内电阻r′=

 

Ω．这个电源给元件3供电时，元件3的电功率P=

 

W．

Answer 1

分析：（1）连接P₁P₂、P₃P₄，得出入射光线和出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为在玻璃砖中的折射光线．根据几何关系得出入射角和折射角的正弦，根据折射定律得出折射率的大小．
（2）①根据灯泡的额定电流确定电流表的量程，从减小误差角度和可操作性角度确定滑动变阻器．
测量灯泡的伏安特性曲线，电流、电压需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，根据灯泡的电阻大小确定电流表的内外接．
②将电阻R₀等效到电源的内部，连接A、B两点并交于横轴和纵轴，该图线为电源外电压与电流的关系图线，通过图线求出电源的电动势和内阻，图线与元件3的I-U图线的交点表示此时的电流和电压，根据元件3工作时的电压和电流，从而求出元件3的电功率．

解答：解：（1）光路图如图所示．入射角的正弦sinθ1≈

2

2

，折射角的正弦sinθ2=

1

2

，则折射率n=

sinθ1

sinθ2

=

2

≈1.4．
（2）①灯泡的额定电流I=

P

U

=0.33A，可知选择量程为350mA的电流表，误差较小，即选择A₁．从测量的精确度考虑，滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小，即选择R₂．
因为电压、电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，灯泡的电阻大约R=

U2

P

=10.8Ω，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法误差较小．故选A．
②将电阻R₀等效到电源的内部，连接A、B两点并交于横轴和纵轴，该图线为电源外电压与电流的关系图线．如图．当电流为0时，外电压为3V，知电源的电动势为3V，内阻r=

3

0.3

-9.0=1.0Ω．此时元件3的电流和电压分别为：0.2A，1.0V，则P=UI=0.2W．
故答案为：（1）①答案如下图所示，


②1.4
（2）①A₁，R₂，A  ②3.0，1.0，0.2．

点评：解决本题的关键掌握滑动变阻器分压式和限流式的区别，电流表内外接的区别，以及会通过图线求解电源的电动势和内阻．