Question

（A）一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：
（1）在正常发光情况下，灯泡的电功率P=______W．
（2）假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温有300K，在正常发光情况下，灯丝的温度为______K．
（3）若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为______Ω．
（B）现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9 999Ω，R是定值电阻，起保护电路的作用．

（1）按原理图连接实物电路图

（2）实验室备有的定值电阻R有以下几种规格，本实验应选哪一种规格？
A.10Ω 2.5W   B.100Ω 1.0W
C.200Ω 1.0W   D.2 000Ω 5.0W
（3）该同学接入符合要求的R后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 （b）所示的图线（已知该直线的截距为0.1V^-1）．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V，内阻r为______Ω．

Answer 1

【答案】分析：A、（1）当灯泡电压为12V时，由图可知灯泡的电阻，则由P=可求得灯泡的功率；
（2）由图可读出灯泡正常发光及室温下的电阻，由比例关系可求得灯泡正常发光时的温度；
（3）由灯泡额定值可求得灯泡的额定电流，再由串联电路的规律可求得串联电阻的阻值；
B、（1）由原理图按顺序将各实物图连接，注意电压表的量程；
（2）由电源的充许电流可以分析滑动变阻器的阻值；
（3）由闭合电路欧姆定律可得出公式，结合图象可以得出电动势和内阻．
解答：解：（A）
（1）由图可知，当灯泡电压为12V时，灯泡电阻为6Ω，由P=得：P==24W； 
（2）由图可知，在室温下灯泡电阻为1Ω；因温度与电阻成正比，故有：=；
解得：灯泡正常发光时的温度为1800K；
（3）灯泡正常发光，则流过电路的电流为：I=A=2A；串联电阻两端的电压为U=20-12V=8V；
则串联电阻的阻值R==4Ω；

（B）（1）根据原理图，将实物连接如图所示；
（2）由于电源内电流不能超过50mA；故当电阻箱为零时，电路中电阻至少应为：-50Ω=110Ω；为了准确并且安全地实验，滑动变阻器应选择C；
（3）由闭合电路欧姆定律可知：U=
则=+
则图象与纵轴的交点为，故有：=0.1；
解得：E=10V；
图象的斜率表示k===0.05；
解得：r≈50Ω（46～51均可）
故答案为：（1）24；（2）1800（3）4；
B、（1）如上图； （2）C；（3）10；50（46～51）
点评：本题考查伏安特性曲线及测定电源的电动势和内阻；两个实验都要注意实验的原理及数据的处理方法．