Question

利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等．图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线．

（1）实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0～10Ω）、滑动变阻器B（阻值范围0～100Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干．该同学做实验时，滑动变阻器选用的是______（选填“A”或“B”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路图．
（2）如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V．则此时小灯泡的电功率为______W，电源的内阻为______Ω．

Answer 1

【答案】分析：（1）在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；实验时，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡电阻较小，电流表可以采用外接法，据此作出电路图．
（2）由小灯泡的U-I图象，根据电流找出灯泡两端电压，由P=UI求出灯泡功率；在图象上作出电源的U-I图象，图象的斜率等于电源的内阻．
解答：解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器可以选A；小灯泡电阻较小，电流传感器应采用外接法，描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图1所示；
（2）由图甲可知，通过灯泡的电流是0.3A时，灯泡两端电压是2.3V，则灯泡功率P=UI=2.3V×0.3A=0.69W；
电源电动势是3V，过点（0.3A，2.3V）和纵轴上3V的点作一直线，该直线是电源的U-I图象，如图2所示，
该直线斜率绝对值等于电源的内阻r==≈2.3Ω．
故答案为：（1）A；电路图如图1所示；（2）0.69；2.3．

点评：本题考查了实验电路设计，确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键．