Question

高中物理电学实验题 急啊 速进

为了用同一个DIS测量电路，不但能测量小灯泡的实际功率，还能测量电池组的电动势和内阻，设计了如图（a）所示的电路。其中被测小灯泡标注有“2.4V、0.3A”，共有四个滑动变阻器供实验中选用，其中：
R1为“5Ω、1W” R2为“10Ω、0.5W”
R3为“10Ω、4W” R4为“40Ω、4W”
（1）为了“测量电池组的电动势和内阻”，用电压传感器和电流传感器测量的数据作出图线。闭合S1后测出的U—I图线如图（b）所示，根据图线可知电池组的内阻为_______Ω。
（2）为了“测量小灯泡的实际功率与两端电压的变化关系”，根据图（b）所示，S2处于_______（选填“断开”或“闭合”）状态，滑动变阻器选用_______。
（3）如果将小灯泡两端的连接线断开，直接用多用表的欧姆挡测量其电阻，测得的数值为_______Ω。

Answer 1

由U—I图线可以判断，上面那条从3.0V开始下降到2.7V的是电压传感器2的读数，下面那条从0开始上升到2.4V的是电压传感器1的读数，并且电流为0时U2的读数3.0V可当作电源电动势。
（1）电源电动势为3.0V，电流为0.3A时，U2的读数为2.7V就是外电路的总电压，由全欧姆电路定律：ε＝I*(R+r)=IR+Ir，3.0＝2.7+0.3r r=1Ω。
（2）由U1的读数变化从0开始到2.7V，即从0开始，变阻器必须采用分压接法（因为串联接法，即使变阻器电阻为最大值电流也不可能为0）。这就要求S2处于闭合状态（S2断开时是串联接法）。又因为变阻器要直接接到3V电压上，由P＝U^2/R可算出各变阻器功率要求：P1＝3^2/5＝1.8W，P2＝3^2/10＝0.9W，P3＝3^2/10＝0.9W，P4＝3^2/40＝0.225W，可见R1、R2均不合要求，但分压接法要求变阻器阻值与外电路电阻值（灯泡的电阻为2.4V/0.3A＝8Ω）不能相差太大，否则会类似于外电路把变阻器短路而使电压调节范围大幅减小，即R4不合要求，选R3。
（3）一楼说得有理，由灯泡的U-I线可以看出来在电流小于0.1A前是直线，斜率就是电阻，0.1A时电压为0.2V，R＝U/I＝0.2V/0.1A=2欧姆，所以用欧姆表的时候就是这个值，即冷态电阻值。
在此感谢一楼那位朋友。

Answer 2

（1）就当电源处串联一个电阻，很好算
（2）这图最上面那条下降的曲线表示的是干路电压的变化，是表1测得的数据，电源电压3v，下面一条从0开始，就是灯泡两端电压，只不过由于电流的增加，灯泡发热，电阻是会变大的，所以是条曲线。
s2要闭合才能让灯泡电流从0到0.3A范围变化，灯泡到额定电压是电阻8欧姆，所以变阻器跟灯泡并联部分电阻为8*（3-2.4）/2.4=2欧姆，这样的话就选择R1 R2 R3中的一个，R1的话[（5/6)*3]^2/(5+1)w=1.04w所以不行，10欧姆算出来是0.67w,所以R2不行，这是只考虑跟电源串联，所以选择R3
(3)下面的U-I线可以看出来开始电流小于0.1的时候是直线，斜率就是电阻，0.2/0.1=2欧姆，所以用欧姆表的时候就是这个值。

追问

所以变阻器跟灯泡并联部分电阻为8*（3-2.4）/2.4=2欧姆，这样的话就选择R1 R2 R3中的一个，R1的话[（5/6)*3]^2/(5+1)w=1.04w所以不行，10欧姆算出来是0.67w,所以R2不行，这是只考虑跟电源串联，所以选择R3

还是不懂啊