Question

某学校兴趣小组利用如图1所示的电路做了一个探究性实验，电路中B是一个黑箱，内部连接了一个电学元件，图中的电压表与电流表均为理想电表．下表是该小组所测得的实验数据，但由于一个疏忽，将电路中的两个电压表误写成U₁和U₂，没有与电路中的V和V?对应起来．他们利用坐标纸，作了适当的图线，并成功地完成了探究实验．

I （A）	0.12	0.21	0.29	0.34	0.42	0.47	0.50
U1 （V）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.20	1.60	2.00
U2（V）	4.20	3.55	2.95	2.50	1.70	1.05	0.50

（1）实验小组已经在坐标纸中正确地标出了数据点，请你在上述基础上完成电学元件B的U-I图（图2）并作好标记“B”（允许在坐标纸上作多个图进行研究，但必须明确标示出哪个图是“B”）；
（2）黑箱B中的电学元件最有可能是

 

A．小灯炮
B．定值电阻
C．半导体热敏电阻
D．半导体二极管
（3）上述实验电路中电源电动势为

 

V，电源内阻为

 

Ω．（保留两位有效数字）
（4）上述电路中的滑动变阻器阻值调整为5Ω时，黑箱B消耗的电功率约为

 

W．

Answer 1

分析：1、根据电学元件B的U-I图象的特点求解；
2、根据电学元件B的U-I图象和欧姆定律求解；
3、作出电源U-I图象，根据电源U-I图象纵坐标的截距和直线的斜率的物理意义求解；
4、电源的U-I图线与电学元件B的伏安特性曲线的交点的横纵坐标表示此时的电流和电压，根据P=UI求出电学元件B的实际功率．

解答：解：（1）对于电学元件B，电流增大，电压增大，所以如下图所示

（2）根据电学元件B的U-I图象和欧姆定律得电流增大，电阻增大，
所以黑箱B中的电学元件最有可能是小灯炮，
故选：A．
（3）作出电源U-I图象，

在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，
所以由图可以读出电源的电动势为5.0V，
图象中的斜率表示电源的内阻和电学元件B的电阻之和，
由于电学元件B的电阻随电流的增大而变化，电流较小时变化较小，所以根据欧姆定律可以计算出电流较小时元件B的阻值，
所以r=

△U

△I

-R_B=5.0Ω  
（4）上述电路中的滑动变阻器阻值调整为5Ω时，设元件B的实际电压和实际电流分别为U和I．
在这个闭合电路中，有  E=U+I（R_滑+r）
代入数据并整理得，U=5-10I
这是一个直线方程，把该直线在电学元件B的U-I图上画出，如图所示．

这两条曲线的交点为U=1V、I=0.4A，同时满足了电路结构和元件的要求，
黑箱B实际功率P=UI=1×0.4=0.40W
故答案为：
（1）如图
（2）A    
（3）5.0，5.0  
（4）0.40

点评：本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义．本题的技巧是应用数学方法，通过作图求解B的实际电流和电压．