Question

（A）一個(gè)標(biāo)有“12V”字樣，功率未知的燈泡，測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖線如圖所示，利用這條圖線計(jì)算：
（1）在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P=

24

W．
（2）假設(shè)燈絲電阻與其絕對(duì)溫度成正比，室溫有300K，在正常發(fā)光情況下，燈絲的溫度為

1800

K．
（3）若一定值電阻與燈泡串聯(lián)，接在20V的電壓上，燈泡能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻的阻值為

4

Ω．
（B）現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動(dòng)勢(shì)E約為9V，內(nèi)阻r約為50Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA，為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對(duì)電路的影響可不考慮，R為電阻箱，阻值范圍0～9 999Ω，R₀是定值電阻，起保護(hù)電路的作用．

（1）按原理圖連接實(shí)物電路圖

（2）實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R₀有以下幾種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選哪一種規(guī)格？
A.10Ω 2.5W　　 　B.100Ω 1.0W
C.200Ω 1.0W　 　D.2 000Ω 5.0W
（3）該同學(xué)接入符合要求的R₀后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖 （b）所示的圖線（已知該直線的截距為0.1V^-1）．則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E為

10

V，內(nèi)阻r為

46±2

Ω．

Answer 1

分析：A、（1）當(dāng)燈泡電壓為12V時(shí)，由圖可知燈泡的電阻，則由P=

U2

R

可求得燈泡的功率；
（2）由圖可讀出燈泡正常發(fā)光及室溫下的電阻，由比例關(guān)系可求得燈泡正常發(fā)光時(shí)的溫度；
（3）由燈泡額定值可求得燈泡的額定電流，再由串聯(lián)電路的規(guī)律可求得串聯(lián)電阻的阻值；
B、（1）由原理圖按順序?qū)⒏鲗?shí)物圖連接，注意電壓表的量程；
（2）由電源的充許電流可以分析滑動(dòng)變阻器的阻值；
（3）由閉合電路歐姆定律可得出公式，結(jié)合圖象可以得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．

解答：解：（A）
（1）由圖可知，當(dāng)燈泡電壓為12V時(shí)，燈泡電阻為6Ω，由P=

U2

R

得：P=

122

6

=24W； 
（2）由圖可知，在室溫下燈泡電阻為1Ω；因溫度與電阻成正比，故有：

T

300

=

6

1

；
解得：燈泡正常發(fā)光時(shí)的溫度為1800K；
（3）燈泡正常發(fā)光，則流過電路的電流為：I=

12

6

A=2A；串聯(lián)電阻兩端的電壓為U=20-12V=8V；
則串聯(lián)電阻的阻值R=

U

I

=4Ω；

（B）（1）根據(jù)原理圖，將實(shí)物連接如圖所示；
（2）由于電源內(nèi)電流不能超過50mA；故當(dāng)電阻箱為零時(shí)，電路中電阻至少應(yīng)為：

9V

0.05

-50Ω=110Ω；為了準(zhǔn)確并且安全地實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇C；
（3）由閉合電路歐姆定律可知：U=

E

R+R0+r

(R+R0)
則

1

U

=

1

E

+

r

E(R+R0)

則圖象與縱軸的交點(diǎn)為

1

E

，故有：

1

E

=0.1；
解得：E=10V；
圖象的斜率表示k=

r

E

=

0.3-0.1

4

=0.05；
解得：r≈50Ω（46～51均可）
故答案為：（1）24；（2）1800（3）4；
B、（1）如上圖； （2）C；（3）10；50（46～51）

點(diǎn)評(píng)：本題考查伏安特性曲線及測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都要注意實(shí)驗(yàn)的原理及數(shù)據(jù)的處理方法．