Question

（6分）為了測定電源電動勢E、內電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線，某同學設計了如圖甲所示的電路。閉合開關，調節電阻箱的阻值，同時記錄電阻箱的阻值R，電壓表V₁的示數U₁，電壓表V₂的示數U₂。根據記錄數據計算出流過電阻箱的電流I，分別描繪了a、b兩條U—I圖線，如圖乙所示。請回答下列問題：

（1）寫出流過電阻箱的電流I的表達式I=     ；（用U₁、U₂、R表示）
（2）電源兩端電壓隨電流變化的圖象是    （選填“a”或“b”）；當電阻箱阻值調節為   時，兩條圖線存在交點；
（3）根據圖乙可以求得電源的電動勢E=   V，內電阻r=   ，該電路中小燈泡消耗的最大功率為   W。（本小題結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

（1） （2）B     0   （3）3.0     2.0    1.0

試題分析：（1）觀察電路圖可知，電壓表V₁的示數U₁ 為路端電壓，電壓表V₂的示數U₂ 為燈泡電壓，而燈泡和電阻箱為串聯電路，路端電壓等于個用電器電壓之和，所以電阻箱的電壓，所以電阻箱電流。
（2）電流I越大，電路內電壓越大，電壓兩端電壓即路端電壓隨電流增大而減小，而且是一條傾斜的直線，所以b是電源兩端電壓隨電流變化的圖象。當電阻箱電阻為0時，外電路只有燈泡，燈泡電壓即路端電壓，二個圖像有交點。
（3）根據路端電壓隨電流變化圖像b可判斷圖像與縱軸交點就是電源電動勢，斜率即內阻，所以，內阻，燈泡的伏安特性曲線縱坐標和橫坐標乘積即燈泡電功率，所以燈泡消耗的最大功率為。