Question

【题目】利用如图（a）所示电路研究电源电动势一定时路端电压随电源内电阻变化的规律，实验所用电源内阻可以在0.2Ω–1.2Ω之间连续变化．

（1）已知电源电动势为1.5V，改变电源内阻，由计算机将得到的路端电压U与相应的电流I的数据进行拟合的图线如图（b），则电路中的定值电阻R=__________Ω，实验过程中路端电压U和内阻r的关系是U=__________．

（2）现有L1“3V，3W”和L2“1.5V，0.75W”两个灯泡，上述实验中所用到的内阻可调电源4个，阻值为3Ω的定值电阻1个，阻值为1Ω的定值电阻2个，要求使两个灯泡都正常工作且电路消耗的总功率最小，请你在以上器材中合理选择，设计一个满足以上要求的方案，将你所设计的电路图画在图（c）中的方框内_____，在图中标出灯泡L1、L2的位置及所选用的定值电阻阻值．在该方案中4个电源的总内阻应该调整为r总=________Ω．

Answer 1

【答案】2 1.5

【解析】

（1）[1]图象的斜率表示电阻的阻值，则

[2]由闭合电路欧姆定律可得：

（2）[3]要使两灯均能正常发光，则电压应等于4.5V，故只能将两灯串联。

3V灯泡的电流

1.5V灯泡的电流

故3V灯泡应在干路，1.5V灯泡应与某一电阻并联，因1.5V灯泡的电阻为3Ω，故只要与3Ω电阻并联即可；

此时需要电压为U=3+1.5=4.5V；电流为1A，则所需内电阻

因在满足条件的电路中所用电阻较小，故消耗的能量最小。

[4]原理图如图所示：