Question

11．①甲同学要描绘一个标有“3.6V，1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：
电压表V（量程5V，内阻约为5kΩ）
直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）
电流表A₁（量程350mA，内阻约为1Ω）
电流表A₂（量程150mA，内阻约为2Ω）
滑动变阻器R₁（阻值0～200Ω）
滑动变阻器R₂（阻值0～10Ω）
实验中电流表应选A₁，滑动变阻器应选R₂；（填写器材代号）
以下的四个电路中应选用A进行实验．

②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图1所示．然后他用图2所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值，分别标在图3上，它们是A点和B点．已知R₀=9.0Ω，则该电源的电动势E′=3V，内电阻r′=1Ω．这个电源给元件3供电时，元件3的电功率P=0.20W．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 ①根据灯泡额定电压选择电压表，格局灯泡额定电流选择电流表，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
测量灯泡的伏安特性曲线，电流、电压需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，根据灯泡的电阻大小确定电流表的内外接．
②将电阻R₀等效到电源的内部，连接A、B两点并交于横轴和纵轴，该图线为电源外电压与电流的关系图线，通过图线求出电源的电动势和内阻，图线与元件3的I-U图线的交点表示此时的电流和电压，根据元件3工作时的电压和电流，从而求出元件3的电功率．

解答 解：①灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1.2W}{3.6V}$≈0.33A=330mA，则电流表应选：A₁；为方便实验操作，滑动变阻器应选R₂．
描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法；
灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.6}{0.33}$≈10.9Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，因此应选择图A所示实验电路．
②将电阻R₀等效到电源的内部，连接A、B两点并交于横轴和纵轴，该图线为电源外电压与电流的关系图线．如图，当电流为0时，外电压为3V，则电源的电动势为E=3V，内阻r=$\frac{△U}{△I}$-R₀=$\frac{3}{0.3}$-9=1Ω．此时元件3的电流和电压分别为：0.2A，1.0V，则P=UI=0.20W．
故答案为：①A₁，R₂，A；②3，1，0.20．

点评 本题考查了实验器材的选择、实验电路设计、求电源电动势与内阻、求元件功率等问题，当电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器应采用分压接法，要掌握电流表内外接法的判断方法．