题目

题型：不详难度：来源：

某同学利用图a所示的电路研究“外电路电阻变化与外电路消耗功率的关系”。电压表与电流表可视为理想电表。当滑动变阻器的阻值改变时，电压表与电流表示数也会随之改变。

（1）某同学在实验中测出了6组数据，如下表所示，请在图b中的坐标纸上画出电压随电流变化的U－I图线。

I（A）	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
U（V）	2.60	2.40	2.20	2.00	1.80	1.60

 

（2）根据实验得到的U－I图像，可知滑动变阻器在电路中消耗的最大功率是________W。此时变阻器的电阻为________Ω。
（3）现有两个小灯泡L₁、L₂，它们分别标有“4V、3W”、“3V、3W”的字样，两个电阻箱，一个电键，与图a中相同的电源多个（只能串联使用，已知：串联电源的电动势是每个电源电动势之和，串联电源的内电阻是每个电源内电阻之和）。请设计一个电路，使两灯泡同时正常工作，且电路总功率最小，请在方框内画出电路图，并在图中标出两电阻箱应取的阻值。

答案

（1）如图b

（2）4.5 W；0.5 Ω。
（3）

解析

解：（1）根据表格中的数据画出外电路电阻的伏安特性曲线图如下所示。

（2）根据实验得到的U－I图像，当外电阻流过的电流为时，其两端电压为,可知滑动变阻器在电路中消耗的最大功率是
，
此时电阻为；
（3）根据题意，两灯泡同时正常工作，且电路总功率最小的电路图如下所示，

两个小灯泡L₁、L₂，它们分别标有“4V、3W”、“3V、3W”的字样。若要使两灯泡同时正常工作，此时灯L₁流过的电流，灯L₂流过的电流，根据串并联电路电压知识可知灯泡L₁、L₂ 应选择串联，电路电流，但是又要保证电路总功率最小，则灯应和一个电阻箱并联，让电阻箱分担灯的多余电流，而此时电路路端电压为7.0V，根据上面分析一个电源的电动势为3.0V，因此应串联3个这样的电源，所以本题电源电动势为，内阻为，电源内阻r两端的电压为，
所以还需要串联一个电阻箱分担剩下的电压,综上分析可得：
电阻箱的电阻为,
电阻箱的电阻，