Question

【題目】某實驗小組做描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗。該小組設計了如圖甲所示的實驗電路。

（1）根據設計的實驗電路將圖乙的實物圖連接完整_______。

（2）某次實驗時，滑動變阻器的滑片從a向b滑動的過程中，發現電壓表和電流表原來幾乎沒有示數，直到接近b端時示數急劇增大。經檢查所有電路連線及儀器都完好，則可能原因是：_________。

（3）調整好電路后，描繪的小燈泡伏安特性曲線如圖丙所示，根據圖丙所畫的伏安特性曲線判斷：

①將該燈泡直接接在一電動勢為3V、內阻為1Ω的電源兩端，小燈泡的功率為_________W；（結果保留兩位小數）

②將_________只相同的小燈泡并聯后，與①中電源以及一定值電阻R0 =0. 25Ω串聯成閉合回路，可使燈泡消耗的總功率最大，最大值約為_________W。（結果保留兩位小數）

Answer 1

【答案】見解析圖 滑動變阻器阻值遠大于燈泡電阻 1. 25（1. 21～1. 30均可） 3 1. 80

【解析】

(1)[1]根據原理圖可得出對應的實物圖，由圖可知，電流最大值為0.6A，故電流表量程選擇0.6A；如圖所示

(2)[2]滑動變阻器串聯在電路中，電壓表測量滑動變阻器電壓，剛開始滑動觸頭P由端向端逐漸滑動時，電壓表的示數幾乎不變，說明隨著電阻的變小，滑動變阻器的電阻占整個電路電阻的比例變化不大，直到當滑動觸頭P滑至臨近端時，電壓表的示數急劇變化，說明滑線變阻器的總電阻太大，所以原因是滑動變阻器阻值太大，有效使用的部分短；

(3)①[3]該燈泡直接接在一電動勢為3V、內阻為1Ω的電源兩端時，燈泡兩端的電壓為，燈泡的電流為，根據閉合電路歐姆定律則有

作出對應的伏安特性曲線，二者之間的交點即為燈泡的工作點，由圖可知，燈泡兩端的電壓為2.5V，電流為0.5A；故功率為

②[4]電源與電阻整體可以看做等效電源，等效電源內阻為

1+0.25Ω=1.25Ω

當燈泡并聯電阻為1.25Ω時燈泡總功率最大，此時路端電壓為1.5V，由燈泡圖象可知，此時通過燈泡的電流為0.4A，燈泡電阻

則三只燈泡并聯電阻為1.25Ω，三只燈泡并聯時燈泡總功率最大

最大