Question

15．为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，小李同学准备用以下给定的器材和一些导线来完成实验．器材如下：
a．小灯泡“2.5V、0.2A”
b．电流表0-0.6A-3A（内阻约0.5Ω）
c．电压表0-3V-15V（内阻分别约为10kΩ与50kΩ）
d．滑动变阻器“2A、l0Ω”
e．干电池（两节）
f．开关

（1）请用笔画线代替导线在图（甲）中完成实物连接图．
（2）线路连接完整后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最左端（填“最左端”或“最右端”）实验时发现，无论怎样调节滑线变阻器，都不能达到小灯泡两端的额定电压2.5V．于是小李同学准备选用以上实验器材测定该电池组的电动势和内阻．请你帮他在方框内画出实验电路图．
（3）图乙是根据实验数据画出的U一I图象，可以得出该电池组E=2.55V，内阻r=3.13Ω． （结果均保留两位小数）

Answer 1

分析 （1）根据描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验原理及方法进行分析，确定滑动变阻器以及电流表的接法；
（2）根据实验安全原则进行分析，明确滑片开始时应让测量部分电压为零；
（3）根据测量电动势和内阻实验原理分析电路图；
（4）根据闭合电路欧姆定律进行分析，明确图象的意义，由数学规律可求得电动势和内电阻．

解答 解：（1）要想描绘灯泡的伏安特性曲线，应采用滑动变阻器分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法；故实物图如图所示；
（2）由图可知，测量部分与滑动变阻器左侧并联；为了让电流由小到大进行调节，开始时应让滑片滑到最左端；
（3）因为给出了电流表和电压表，故可以直接利用伏安法测量电动势和内电阻；故电路图如图所示；
（4）根据U=E-Ir可知，图象与纵坐标的交点表示电动势，故E=2.55V； 图象的斜率表示内电阻，故r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.55-1.30}{0.40}$=3.13Ω；
故答案为：（1）最左端； （2）如图； （3）如图； （4）2.55； 3.13．

点评 本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线以及测量电动势和内电阻的实验，要注意明确各个实验的原理和方法，注意原理图的确定和实物图的连接，同时一定要掌握好数据处理的基本方法．