资源描述
一、实验目的一、实验目的 (1)描绘小电珠的伏安特性曲线。描绘小电珠的伏安特性曲线。 (2)分析伏安特性曲线的变化规律。分析伏安特性曲线的变化规律。 二、实验原理二、实验原理 用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组两端的电压，测出多组(U，I)值，在值，在UI坐标系中描出各对坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。超链接超链接 三、实验器材三、实验器材 小电珠小电珠(3.8 V,0.3 A)或或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表一个、电压表(03 V15 V)与电流表与电流表(00.6 A3 A)各一个、滑动各一个、滑动变阻器变阻器(最大阻值最大阻值20 )一个、学生低压直流电源一个、学生低压直流电源(或电池或电池组组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔。、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔。 四、滑动变阻器的限流接法和分压接法四、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1两种接法比较两种接法比较都是为了保都是为了保护电路元件护电路元件a端端b端端闭合闭合S前触头前触头位置位置分压电路调分压电路调节范围大节范围大负载负载R上电流上电流调节范围调节范围分压电路调分压电路调节范围大节范围大0UE负载负载R上电压上电压调节范围调节范围串、并联关串、并联关系不同系不同两种接法两种接法电路图电路图对比说明对比说明分压接法分压接法限流接法限流接法 方式方式内容内容 由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围很大，限流式接法较节能。流的调节范围很大，限流式接法较节能。 2两种接法的选择两种接法的选择 (2)两种接法的适用条件两种接法的适用条件 限流式接法适合测量阻值小的电阻限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。 分压式接法适合测量阻值较大的电阻分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变一般比滑动变阻器的总电阻要大阻器的总电阻要大)。 如果如果Rx很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大。大，调节范围也比较大。Rx很大时，分压式接法中很大时，分压式接法中Rx几乎几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节。便于调节。 若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压或电压)仍仍超过电流表超过电流表(或电压表或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压或电压)，则必须选用分压式接法。，则必须选用分压式接法。 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。电路。 若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。电路。 两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。因为限流式接法电路简单、耗能低。 五、实验步骤五、实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图实法，滑动变阻器采用分压式接法，按图实81中的原中的原理图连接好实验电路。理图连接好实验电路。图实图实81 (2)把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关经检查无误后，闭合开关S。 (3)移动滑动变阻器滑片位置，测出移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同组左右不同的电压值的电压值U和电流值和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开，并将测量数据填入表格中，断开开关开关S。I(A)3.83.63.22.82.42.01.6U(V)I(A)1.21.00.80.60.40.20U(V)(4)拆除电路，整理仪器。拆除电路，整理仪器。 六、数据处理六、数据处理 (1)在坐标纸上以在坐标纸上以U为横轴，以为横轴，以I为纵轴，建立坐标为纵轴，建立坐标系。系。 (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点。在坐标纸上描出各组数据所对应的点。(坐标系坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜坐标纸为宜) (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线。电珠的伏安特性曲线。 七、注意事项七、注意事项 (1)电路的连接方式：电路的连接方式： 电流表应采用外接法：因为小电珠电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的的电阻很小，与电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影的电流表串联时，电流表的分压影响很大。响很大。 滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。端的电压能从零开始连续变化。 (2)闭合开关闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。压过大而烧坏灯丝。 (3)IU图线在图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故左右将发生明显弯曲，故在在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。左右绘点要密，以防出现较大误差。 (4)当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录定值记录I后马上断开开关。后马上断开开关。 (5)误差较大的点要舍去，误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线图线应是平滑曲线而非折线。而非折线。 八、误差分析八、误差分析 (1)由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。对电路的影响会带来误差。 (2)电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数。读数规则读数。 (3)在坐标纸上描点、作图带来操作误差。在坐标纸上描点、作图带来操作误差。 实验原理与操作实验原理与操作 例例1(2012安徽高考安徽高考)图实图实82为为“测绘小灯泡测绘小灯泡伏安特性曲线伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为压为2.5 V。图实图实82 (1)完成下列实验步骤：完成下列实验步骤： 闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_； 闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_； 断开开关，断开开关，根据实验数据作出小灯泡灯丝的根据实验数据作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。伏安特性曲线。 (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。 解析解析(1)滑动变阻器在最左端时，小灯泡电压最滑动变阻器在最左端时，小灯泡电压最小，为了保护小灯泡不被烧坏，因此在闭合开关前，滑动小，为了保护小灯泡不被烧坏，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在最左端。在调节滑动变阻器时，应变阻器的滑片应处在最左端。在调节滑动变阻器时，应注意电压表的示数，不能超过小灯泡的额定电压。注意电压表的示数，不能超过小灯泡的额定电压。 答案答案(1)使它靠近变阻器左端的接线柱使它靠近变阻器左端的接线柱 增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压组读数，直至电压达到额定电压 (2)如图实如图实83所示所示图实图实83题组演练题组演练1在描绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图实在描绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图实84所示的电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，所示的电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因可能的是可能的是 () 图实图实84A灯泡中灯丝已烧断灯泡中灯丝已烧断B滑片接触不良滑片接触不良C灯泡内部短路灯泡内部短路D滑动变阻器滑动变阻器A端接触不良端接触不良解析：由图知，若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电解析：由图知，若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故A错。若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故错。若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B错。若滑动错。若滑动变阻器变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变化，端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变化，故故D错。若灯泡内部短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不错。若灯泡内部短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选C。答案：答案：C2如图实如图实85甲所示是某实验小组测定电阻约为甲所示是某实验小组测定电阻约为10 的小灯泡的伏安特性曲线的电路图，图乙是他们按照的小灯泡的伏安特性曲线的电路图，图乙是他们按照图甲所示的电路在实物上连线的示意图，教师检查发图甲所示的电路在实物上连线的示意图，教师检查发现有一根导线的一端接错了地方，请你在图乙中的这现有一根导线的一端接错了地方，请你在图乙中的这根连线上画上根连线上画上“”，并直接在图上画出这根导线的，并直接在图上画出这根导线的正确连线。正确连线。图实图实85解析：由题图甲可看出，测量小灯泡的伏安特性曲解析：由题图甲可看出，测量小灯泡的伏安特性曲线的供电电路图是分压式接法，测量电路是安培表线的供电电路图是分压式接法，测量电路是安培表外接法。正确连线如图所示。外接法。正确连线如图所示。答案：见解析答案：见解析数据处理与误差分析数据处理与误差分析 例例2表格中所列数据是测量小电珠表格中所列数据是测量小电珠UI关系的关系的实验数据：实验数据： 0.2150.2050.1950.1800.1500.1000.0500.000I(A)3.02.52.01.51.00.50.20.0U(V) (1)分析表格内实验数据可知，应选用的实验电路分析表格内实验数据可知，应选用的实验电路图是图实图是图实86中的中的_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)；图实图实86 (2)在图实在图实87所示的方格纸内画出小电珠的所示的方格纸内画出小电珠的UI曲线。分析曲线可知小电珠的电阻值随曲线。分析曲线可知小电珠的电阻值随I变大而变大而_(选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”)；图实图实87 (3)如图实如图实88所示，用一个定值电阻所示，用一个定值电阻R和和两个上述小电珠组成串并联电路，连接到内阻两个上述小电珠组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为不计、电动势为3 V的电源上。已知流过电阻的电源上。已知流过电阻R的电流是流过电珠的电流是流过电珠L2电流的两倍，则流过电珠电流的两倍，则流过电珠L1的电流的电流约为约为_A。图实图实88 解析解析(1)从表中数据可看出，电珠两端电压可以从零从表中数据可看出，电珠两端电压可以从零开始调节，这说明滑动变阻器应选用分压接法，故应选用甲开始调节，这说明滑动变阻器应选用分压接法，故应选用甲图。图。 (2)在方格纸上根据在方格纸上根据UI数据描点、连线，其数据描点、连线，其UI图象图象如图实如图实89所示。随所示。随U和和I的增大，图线上各点与坐标原点的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率越来越大，故其电阻变大。连线的斜率越来越大，故其电阻变大。图实图实89 (3)因流过电阻因流过电阻R的电流是流过电珠的电流是流过电珠L2电流的两倍，电流的两倍，则流过灯则流过灯L1的电流是流过灯的电流是流过灯L2电流的电流的3倍，而灯倍，而灯L1、L2两端的电压之和为两端的电压之和为3 V，在，在(2)描出的描出的UI图象中，找图象中，找出一个电流出一个电流I对应的电压对应的电压U1，再找出，再找出3I对应的电压对应的电压U2，直到直到U1U23 V为止。为止。 最后得出结果，流过电珠最后得出结果，流过电珠L1的电流为的电流为0.21 A 答案答案(1)甲甲(2)UI图线见解析变大图线见解析变大(3)0.21题组演练题组演练3(2011广东高考广东高考)在在“描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线”实验实验中，所用器材有：小电珠中，所用器材有：小电珠(2.5 V,0.6 W)，滑动变阻器，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_倍率倍率的电阻挡的电阻挡(请填写请填写“1”“10”或或“100”)；调零后，；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图实将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图实810甲所示，结果为甲所示，结果为_。图实图实810(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图乙完成实物图实乙完成实物图实811中的连线。中的连线。图实图实811(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于置于_端。为使小电珠亮度增加，端。为使小电珠亮度增加，P应由中点向应由中点向_端滑动。端滑动。(4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点的实验图象，必须在相邻数据点_间多测几组数间多测几组数据据(请填写请填写“ab”“bc”“cd”“de”或或“ef”)。0.2440.2160.1850.1560.1220.000I/A2.502.001.501.000.500.00U/Vfedcba数据点数据点解析：解析：(1)因为小电珠的电阻比较小，故应该选因为小电珠的电阻比较小，故应该选“1”倍倍率，由题图读得电阻为率，由题图读得电阻为7.5 。(2)因为小电珠的电阻比较小，故伏安法测量时应该用电因为小电珠的电阻比较小，故伏安法测量时应该用电流表外接法，测量的电压应该从零开始，故滑动变阻器流表外接法，测量的电压应该从零开始，故滑动变阻器要用分压式接法，实物连接如图所示。要用分压式接法，实物连接如图所示。(3)开关闭合前滑片开关闭合前滑片P应置于应置于a端，为了使小电珠亮度增加，端，为了使小电珠亮度增加，应使滑片从中点向应使滑片从中点向b端滑动。端滑动。(4)ab之间电流增加了之间电流增加了0.122 A，其他段电流依次增加了，其他段电流依次增加了0.03 A左右，所以需要在左右，所以需要在ab之间将电流分为之间将电流分为0.030 A、0.060 A、0.090 A，分别测出相应的电压值。，分别测出相应的电压值。答案：答案：(1)17.5(2)见解析图见解析图(3)ab(4)ab4(2012四川高考四川高考)某学习小组的同学拟探究小灯泡某学习小组的同学拟探究小灯泡L的的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡小灯泡L，规格，规格“4.0 V,0.7 A”；电流表电流表A1，量程，量程3 A，内阻约为，内阻约为0.1 ；电流表电流表A2，量程，量程0.6 A，内阻，内阻r20.2 ；电压表电压表V，量程，量程3 V，内阻，内阻rV9 k；标准电阻标准电阻R1，阻值，阻值1 ；标准电阻标准电阻R2，阻值，阻值3 k；滑动变阻器滑动变阻器R，阻值范围，阻值范围010 ；学生电源学生电源E，电动势，电动势6 V，内阻不计；，内阻不计；开关开关S及导线若干。及导线若干。图实图实812图实图实813(1)甲同学设计了如图实甲同学设计了如图实812甲所示的电路来进行测量，甲所示的电路来进行测量，当通过当通过L的电流为的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，时，电压表的示数如图乙所示，此时此时L的电阻为的电阻为_ 。(2)乙同学又设计了如图实乙同学又设计了如图实813甲所示的电路来进行测甲所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是上的电压值是_ V。(3)学习小组认为要想更准确地描绘出学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图实供器材，在图实813乙所示的虚线框内补画出实验电乙所示的虚线框内补画出实验电路图。并在图上标明所选器材代号。路图。并在图上标明所选器材代号。(2)电压表与电阻电压表与电阻R2串联，电压表两端的电压串联，电压表两端的电压3 V，根据，根据串联电路电阻与电压的关系，电阻串联电路电阻与电压的关系，电阻R2两端的电压为两端的电压为1 V，灯泡灯泡L两端的电压为电压表和电阻两端的电压为电压表和电阻R2两端的电压之和，两端的电压之和，即为即为4 V；(3)如图所示。如图所示。答案：答案：(1)5(2)4(3)见解析图见解析图实验的改进与创新实验的改进与创新 例例3(2012丹东调研丹东调研)小灯泡灯丝的电阻会随温度小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，因而引起功率变化。一研究性学习小组在的升高而变大，因而引起功率变化。一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表压表(03 V，约，约3 k)，电流表，电流表(00.6 A，约，约0.1 )，电，电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。实验时，池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。实验时，要求小灯泡两端电压从要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压。逐渐增大到额定电压。 (1)在虚线框内画出实验电路图。在虚线框内画出实验电路图。 (2)根据实验测得数据描绘出如图实根据实验测得数据描绘出如图实814所示的所示的UI图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小灯泡电阻灯泡电阻R随温度的升高而随温度的升高而_。(填：变大、不变、填：变大、不变、变小变小)图实图实814 (3)如果一电池的电动势为如果一电池的电动势为2 V，内阻为，内阻为2.5 。请你。请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端，根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是小灯泡的实际功率是_ W。 解析解析根据题目要求，小灯泡两端电压从根据题目要求，小灯泡两端电压从0逐渐增逐渐增大到额定电压，应该设计成分压电路；由于小灯泡电阻大到额定电压，应该设计成分压电路；由于小灯泡电阻不大，电流表内接。由小灯泡电压随电流变化曲线可知，不大，电流表内接。由小灯泡电压随电流变化曲线可知，图线上点的纵横坐标比值随电流的增大而增大，说明小图线上点的纵横坐标比值随电流的增大而增大，说明小灯泡的电阻灯泡的电阻R随电流的增大而增大。而电流增大则导致灯随电流的增大而增大。而电流增大则导致灯丝温度升高，所以小灯泡的电阻丝温度升高，所以小灯泡的电阻R随温度随温度T升高而增大。升高而增大。在题给的小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的伏安在题给的小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的伏安特性曲线，该曲线与小灯泡电压随电流变化曲线的交点特性曲线，该曲线与小灯泡电压随电流变化曲线的交点对应的纵横坐标值对应的纵横坐标值(0.40,1.10)即为小灯泡的电压和电流，即为小灯泡的电压和电流，小灯泡的实际功率是小灯泡的实际功率是PUI1.100.40 W0.44 W。图实图实815答案答案(1)实验电路图如图实实验电路图如图实816所示。所示。图实图实816(2)变大变大(3)0.44(0.390.48都得分都得分) 一、本题创新点分析一、本题创新点分析 1.源于教材源于教材本例所用的器材和实验电路图与教本例所用的器材和实验电路图与教材实验是相同的。材实验是相同的。 2.高于教材高于教材本例的实验目的不是描绘小灯泡的本例的实验目的不是描绘小灯泡的伏安特性曲线，而是研究功率的变化规律。伏安特性曲线，而是研究功率的变化规律。 二、本实验还可以从以下方面进行改进创新二、本实验还可以从以下方面进行改进创新 实验器材的创新实验器材的创新 如何测定和描绘一只标有如何测定和描绘一只标有“220 V，40 W”的白炽的白炽灯丝的伏安特性曲线？灯丝的伏安特性曲线？ 提示：可以利用交流电及可调变压器来进行测定。提示：可以利用交流电及可调变压器来进行测定。题组演练题组演练5太阳能是一种清洁、太阳能是一种清洁、“绿色绿色”能源。在我国上海举办能源。在我国上海举办的的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时在没有光照时(没有储存电能没有储存电能)的的IU特性。所用的器特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源材包括：太阳能电池，电源E，电流表，电流表A，电压表，电压表V，滑动变阻器滑动变阻器R，开关，开关S及导线若干。及导线若干。(1) 为了达到上述目的，请将图实为了达到上述目的，请将图实817甲连成一个完甲连成一个完整的实验电路图。整的实验电路图。(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的所示的IU图象，由图可知，当电压小于图象，由图可知，当电压小于2.00 V时，太时，太阳能电池的电阻阳能电池的电阻_(填填“很大很大”或或“很小很小”)；当；当电压为电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为时，太阳能电池的电阻约为_。图实图实817解析：解析：(1)实验电路如图所示。实验电路如图所示。答案：答案：(1)见解析图见解析图(2)很大很大1.0103(9651 040)6(2013郑州模拟郑州模拟)如图实如图实818甲所示为某同学实验甲所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的得到的小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线图。关系曲线图。图实图实818(1)在图乙中画出实验电路图在图乙中画出实验电路图(根据该电路图可得到根据该电路图可得到UI关系的完整曲线关系的完整曲线)，可用的器材有：电压传感器、电流，可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器传感器、滑动变阻器(变化范围变化范围050 )、电动势为、电动势为6 V的电源的电源(不计内阻不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干。、小灯泡、电键、导线若干。(2)如果将该小灯泡分别接入图实如果将该小灯泡分别接入图实819甲、乙两个不甲、乙两个不同电路，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电同电路，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V，内电，内电阻为阻为1.5 ，定值电阻，定值电阻R18 ，则接入，则接入_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)电路时，小灯泡较亮些。电路时，小灯泡较亮些。图实图实819(3)在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为_ W。(4)若将电路乙中的电阻若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为_ W。解析：由于要画出解析：由于要画出UI关系的完整曲线，必须用分压接法关系的完整曲线，必须用分压接法画出实验电路图。分别在小灯泡灯丝电阻的画出实验电路图。分别在小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线交点即为工作点。显然接入甲电路时，灯泡中电关系曲线交点即为工作点。显然接入甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些。在电路乙中，小灯泡消耗的电功流较大，小灯泡较亮些。在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为率为PUI10.15 W0.15 W。若将电路乙中的电阻。若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效为电动势为为电动势为2.25 V，内阻为，内阻为2.25 的电池连接一个灯泡，的电池连接一个灯泡，在小灯泡灯丝电阻的在小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线图上画出电源关系曲线图上画出电源(电动电动势势2.25 V，内阻，内阻2.25 )的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的电阻的UI关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流电流I0.26 A，此时电源内部的发热功率为，此时电源内部的发热功率为PI2r0.2624.5 W0.30 W。答案：答案：(1)实验电路图如图所示。实验电路图如图所示。(2)甲甲(3)0.15(4)0.30
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