Question

10．实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；
B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω；）
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）；
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）；
F．开关、导线若干；
G．小灯泡“4V、0.4A”
请你解答下列问题：
（1）利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是D（填代号）．
（2）请将图甲中实物连接完整，并画出实验电路图．

（3）某同学根据测得的数据，作出U-I图象如图乙中图线a所示，由此可知电源的电动势E=3.0V，内阻r=6.0Ω；
（4）若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，得到如图乙所示的图线b，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为0.375 W．

Answer 1

分析 （1）根据实验要求以及安全准确性原则选择滑动变阻器；．
（2）明确实验原理，根据实验电路图连接实物电路图．
（3）电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率绝对值是电源内阻．
（4）由图丁所示图象求出两图象交点坐标值，该坐标值是该电源对灯泡供电时灯泡两端电压与通过灯泡的电流，然后由P=UI求出灯泡实际功率．

解答 解：（1）由于电源内阻7Ω，电源内阻较小，滑动变阻器采用限流接法，滑动变阻器D即可起到控制和调节作用；
（2）本实验中采用滑动变阻器限制电流，因内阻较小，电流表采用相对电源的外接法；并根据题意可知，电压表量程选择3V，电流表量程选择0.6A；实物电路图如图所示．
（3）由图丁所示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是3.0，电源电动势E=3.0V，电源内阻为：r=$\frac{3}{0.5}$=6.0Ω．
（4）由图丁所示图象可知，两图象交点坐标值为：U=1.5V，I=0.25A，则灯泡实际功率为：P=UI=1.5V×0.25A=0.375W．
故答案为：（1）D；（2）实物电路图如图所示；（3）3.0，6.0；（4）0.375W．

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验；应用伏安法测电源电动势与内阻实验，如果待测电源内阻很小，相对于电源来说，电流表应采用外接法．