Question

【題目】如圖所示，虛線框內是某個燈光顯示組件，內部三個小燈光完全相同，由于發生了故障，被整體拆下后組成圖示的實驗電路進行檢測和數據測定。已知小燈泡的標稱值為“2.6V，0.2A”，電池電動勢約4V（內阻可忽略），電壓表量程04V（內阻約4k）,電流表量程0200mA(內阻約2)。

（1）滑動變阻器有兩種型號可供選擇：R1(0100，2A)，R2(010，3A)，則應選擇_______（填“ R1”或“ R2”）；

（2）閉合電鍵S1，調整滑動觸頭位置在中間位置附近，結果小燈泡都不亮，電流表沒有示數，將電鍵S2先接a后接b，電壓表顯示的示數都為2.2V。假設故障是由一個燈泡損壞引起的，那損壞的燈泡一定是_______燈，且該燈已經_______（填“斷路”或“短路”）了；

（3）用同一型號的燈泡更換損壞的燈泡后，故障排除，閉合電鍵S1，調整滑動觸頭位置，讀出電流表的示數I，再將電鍵S2先接a后接b，先后讀出電壓表兩次的示數U1和U2。然后調整滑動觸頭處于不同的位置進行重復操作。實驗的大部分數據如下表：

（4）利用實驗得到的數據描繪一個小燈泡的U-I圖線，實驗數據描點后如圖所示。其中I=100mA處的數據沒有測定，但可以根據電路的特點從其它實驗數據導出，請導出該數據后將其補充描繪在圖中，并描出小燈泡的完整的U-I圖線;

（5）分析U-I圖線可知，隨著電壓增大，小燈泡電阻的變化情況是____________________;

（6）由實驗測量數據可知，要使該燈光顯示組件的功率達到允許的最大值，可以使用一個電動勢E=4.00V，內阻r=__________的電池直接連接該組件。（結果保留2位有效數字）

Answer 1

【答案】 （1）R2 （2）A； 斷路 （4）如圖；（其中I=100mA時，U1=0.70V）

（5）燈泡電阻隨電壓增大先不變后增大

【解析】（1）滑動變阻器選用分壓電路，故選用阻值較小的R2；

（2）閉合電鍵S1，調整滑動觸頭位置在中間位置附近，結果小燈泡都不亮，電流表沒有示數，說明干路發生了斷路；將電鍵S2先接a后接b，電壓表顯示的示數都為2.2V。進一步說明損壞的燈泡一定是A燈，且該燈已經斷路了；

（4）圖像如圖；（其中I=100mA時，U1=0.70V）

（5）分析U-I圖線可知，隨著電壓增大，開始時圖像為直線，說明電阻不變；以后斜率逐漸變大，則小燈泡電阻的變化情況是燈泡電阻隨電壓增大先不變后增大；

(6) 由實驗測量數據可知，電流是200mA時組件兩端的電壓為3.3V；此時該燈光顯示組件的功率達到允許的最大值，若使用一個電動勢E=4.00V的電池直接連接該組件，則內阻上的電壓為4V-3.3V=0.7V，則電源的內阻