Question

【题目】某实验小组做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验。该小组设计了如图甲所示的实验电路。

（1）根据设计的实验电路将图乙的实物图连接完整_______。

（2）某次实验时，滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中，发现电压表和电流表原来几乎没有示数，直到接近b端时示数急剧增大。经检查所有电路连线及仪器都完好，则可能原因是：_________。

（3）调整好电路后，描绘的小灯泡伏安特性曲线如图丙所示，根据图丙所画的伏安特性曲线判断：

①将该灯泡直接接在一电动势为3V、内阻为1Ω的电源两端，小灯泡的功率为_________W；（结果保留两位小数）

②将_________只相同的小灯泡并联后，与①中电源以及一定值电阻R0 =0. 25Ω串联成闭合回路，可使灯泡消耗的总功率最大，最大值约为_________W。（结果保留两位小数）

Answer 1

【答案】见解析图 滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻 1. 25（1. 21～1. 30均可） 3 1. 80

【解析】

(1)[1]根据原理图可得出对应的实物图，由图可知，电流最大值为0.6A，故电流表量程选择0.6A；如图所示

(2)[2]滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器电压，刚开始滑动触头P由端向端逐渐滑动时，电压表的示数几乎不变，说明随着电阻的变小，滑动变阻器的电阻占整个电路电阻的比例变化不大，直到当滑动触头P滑至临近端时，电压表的示数急剧变化，说明滑线变阻器的总电阻太大，所以原因是滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短；

(3)①[3]该灯泡直接接在一电动势为3V、内阻为1Ω的电源两端时，灯泡两端的电压为，灯泡的电流为，根据闭合电路欧姆定律则有

作出对应的伏安特性曲线，二者之间的交点即为灯泡的工作点，由图可知，灯泡两端的电压为2.5V，电流为0.5A；故功率为

②[4]电源与电阻整体可以看做等效电源，等效电源内阻为

1+0.25Ω=1.25Ω

当灯泡并联电阻为1.25Ω时灯泡总功率最大，此时路端电压为1.5V，由灯泡图象可知，此时通过灯泡的电流为0.4A，灯泡电阻

则三只灯泡并联电阻为1.25Ω，三只灯泡并联时灯泡总功率最大

最大