Question

（1）在“測定玻璃的折射率”實驗中，某同學經正確的操作，插好了4枚大頭針P₁、P₂和P₃、P₄，如圖所示．
①在坐標線上畫出完整的光路圖，并標出入射角θ₁和折射角θ₂；

②對你畫出的光路圖進行測量，求出該玻璃的折射率n=

 

（結果保留2位有效數字）．
（2）某學習小組探究電學元件的伏安特性曲線．
①甲同學要描繪一個標有“3.6V，1.2W”的小燈泡的伏安特性曲線，除了導線和開關外，還有下列器材可供選擇：
電壓表V（量程5V，內阻約為5kΩ）
直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計）
電流表A₁（量程350mA，內阻約為1Ω）
電流表A₂（量程150mA，內阻約為2Ω）
滑動變阻器R₁（阻值0～200Ω）
滑動變阻器R₂（阻值0～10Ω）
實驗中電流表應選

 

，滑動變阻器應選

 

；（填寫器材代號）
以下的四個電路中應選用

 

進行實驗．

②乙同學利用甲同學的電路分別描繪了三個電學元件的伏安特性曲線，如圖3所示．然后他用圖4所示的電路給三個元件分別供電，并測出給元件1和元件2供電時的電流和電壓值，分別標在圖3上，它們是A點和B點．已知R₀=9.0Ω，則該電源的電動勢EE′=

 

V，內電阻r′=

 

Ω．這個電源給元件3供電時，元件3的電功率P=

 

W．

Answer 1

分析：（1）連接P₁P₂、P₃P₄，得出入射光線和出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點，即為在玻璃磚中的折射光線．根據幾何關系得出入射角和折射角的正弦，根據折射定律得出折射率的大小．
（2）①根據燈泡的額定電流確定電流表的量程，從減小誤差角度和可操作性角度確定滑動變阻器．
測量燈泡的伏安特性曲線，電流、電壓需從零開始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法，根據燈泡的電阻大小確定電流表的內外接．
②將電阻R₀等效到電源的內部，連接A、B兩點并交于橫軸和縱軸，該圖線為電源外電壓與電流的關系圖線，通過圖線求出電源的電動勢和內阻，圖線與元件3的I-U圖線的交點表示此時的電流和電壓，根據元件3工作時的電壓和電流，從而求出元件3的電功率．

解答：解：（1）光路圖如圖所示．入射角的正弦sinθ1≈

2

2

，折射角的正弦sinθ2=

1

2

，則折射率n=

sinθ1

sinθ2

=

2

≈1.4．
（2）①燈泡的額定電流I=

P

U

=0.33A，可知選擇量程為350mA的電流表，誤差較小，即選擇A₁．從測量的精確度考慮，滑動變阻器選擇總電阻為10Ω的誤差較小，即選擇R₂．
因為電壓、電流需從零開始測起，所以滑動變阻器采用分壓式接法，燈泡的電阻大約R=

U2

P

=10.8Ω，遠小于電壓表內阻，屬于小電阻，電流表采用外接法誤差較小．故選A．
②將電阻R₀等效到電源的內部，連接A、B兩點并交于橫軸和縱軸，該圖線為電源外電壓與電流的關系圖線．如圖．當電流為0時，外電壓為3V，知電源的電動勢為3V，內阻r=

3

0.3

-9.0=1.0Ω．此時元件3的電流和電壓分別為：0.2A，1.0V，則P=UI=0.2W．
故答案為：（1）①答案如下圖所示，


②1.4
（2）①A₁，R₂，A  ②3.0，1.0，0.2．

點評：解決本題的關鍵掌握滑動變阻器分壓式和限流式的區別，電流表內外接的區別，以及會通過圖線求解電源的電動勢和內阻．