题目内容
【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.
【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:
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