Question

（1）將銅片、鋅片插入水果中，能制成“水果電池”．某同學采用如圖1所示的實物圖測量水果電池的電動勢（E）和內阻（r）．
①實物圖的導線連接僅有兩處錯誤，分別是導線

F

和導線

D或C

．（用“A”～“F”表示）
②更正電路后，改變滑動變阻器的阻值，記錄電壓表和電流表的讀數，經數據處理得：水果電池的電動勢E=3.60V、內阻r=32.4Ω，由于粗心，該同學每次記錄電壓和電流的數據分別是儀表實際讀數的10倍，則該水果電池的電動勢和內阻的測量值應為：E=

0.36

V、r=

32.4

Ω．
（2）有一個標有“2.5V 0.3A”字樣的小燈泡，現要測定其在0到2.5V的范圍內不同電壓下的電功率，并作出其電功率P與其兩端電壓的平方U²的關系曲線．有下列器材可供選擇：
A．電壓表V（0～3V，內阻R_V=3kΩ）B．電流表G（0～500μA，內阻R_G=600Ω）
C．電阻箱R₁（0～99.99Ω）D．滑動變阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑動變阻器R₄（1kΩ，0.5A）F．電源（直流4V，內阻不計）
①為保證實驗安全、準確、操作方便，應選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關、導線外，還需要

ACD

（均用器材對應的字母填寫）；
②根據你設計的實驗電路，完成圖2的連線；
③根據你的設計，若從儀表盤上讀得的數據分別為U、I_G，則小燈泡在該條件下的功率表達式

U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）

（均用字母表示）．表達式中除U、I_G以外，其他符號的意義是

R_V是電壓表V的內阻，R_G是電流表G內阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．

．

Answer 1

分析：1、①滑動變阻器采用限流式時應將導線一上一下接入電路；連接電路時電表正負接線柱不要接錯；
②電源的U-I圖象與縱軸的交點坐標值是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值是電源的內阻．
2、已知燈泡的額定電壓，則可選擇電壓表，由于電流表的量程很小，所以采用電阻箱R₁與電流表并聯增大量程，
現要測定其在0到2.5V的范圍內不同電壓下的電功率，所以滑動變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動變阻器要選擇小電阻；
要求電壓從零開始連續調節，則應采用分壓接法；同時考慮燈泡內阻與電流表內阻的大小關系可以確定電流表的接法；
根據串并聯知識和功率P=UI求解小燈泡功率．

解答：解：（1）①從圖中很明顯看到滑動變阻器沒有起到變阻作用，導線C、D兩導線應調整一根，另外導線F有錯，使得電路處于短路狀態，
所以答案應該是F和D或F和C．
②U-I圖象與縱軸交點坐標值是電源的電動勢，由題意知，圖象與縱軸的交點坐標值是3.6，
由于粗心每次記錄電壓和電流的數據分別是儀表實際讀數的10倍，則圖象與縱軸交點坐標實際值應該是0.36，
則電源的電動勢應該是0.36V；
U-I圖象斜率的絕對值是電源內阻，r=

△U

△I

，
由于電壓和電流的數據分別是儀表實際讀數的10倍，
則圖象的斜率

△U

△I

與正確記錄實驗數據時是向同的，因此電源內阻為32.4Ω．
（2））①燈泡的額定電壓是3V，所以選擇0-3V電壓表，即A．
電流表G量程很小，所以選擇電阻箱R₁與電流G表并聯增大量程，即C．
現要測定其在0到2.5V的范圍內不同電壓下的電功率，所以滑動變阻器采用分壓式接法，分壓式接法滑動變阻器要選擇小電阻，即D．
②要求電壓從零開始連續調節，則滑動變阻器應采用分壓接法；小燈泡電阻較小，故采用安培表外接法；
電路如圖所示：

③從儀表盤上讀得的數據分別為U、I_G，則小燈泡兩端的電壓是U，
通過小燈泡的電流I=（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
小燈泡在該條件下的功率表達式P=UI=U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
R_V是電壓表V的內阻，R_G是電流表G內阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．
故答案為：（1）①F，D或C
②E=0.36V、r=32.4Ω
（2）①ACD
②如圖所示
③U（

IGRG

R1

+I_G-

U

RV

）
其中R_V是電壓表V的內阻，R_G是電流表G內阻，R₁是電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．

點評：本題第一小實驗重點考查了電路故障分析，和測電源電動勢和內阻，尤其是在讀數錯誤時對數據處理較難，
第二實驗考查了電路設計和實驗原理分析．這是高考中常考學生解決實際問題的能力