Question

【題目】利用如圖（a）所示電路研究電源電動勢一定時路端電壓隨電源內電阻變化的規律，實驗所用電源內阻可以在0.2Ω–1.2Ω之間連續變化．

（1）已知電源電動勢為1.5V，改變電源內阻，由計算機將得到的路端電壓U與相應的電流I的數據進行擬合的圖線如圖（b），則電路中的定值電阻R=__________Ω，實驗過程中路端電壓U和內阻r的關系是U=__________．

（2）現有L1“3V，3W”和L2“1.5V，0.75W”兩個燈泡，上述實驗中所用到的內阻可調電源4個，阻值為3Ω的定值電阻1個，阻值為1Ω的定值電阻2個，要求使兩個燈泡都正常工作且電路消耗的總功率最小，請你在以上器材中合理選擇，設計一個滿足以上要求的方案，將你所設計的電路圖畫在圖（c）中的方框內_____，在圖中標出燈泡L1、L2的位置及所選用的定值電阻阻值．在該方案中4個電源的總內阻應該調整為r總=________Ω．

Answer 1

【答案】2 1.5

【解析】

（1）[1]圖象的斜率表示電阻的阻值，則

[2]由閉合電路歐姆定律可得：

（2）[3]要使兩燈均能正常發光，則電壓應等于4.5V，故只能將兩燈串聯。

3V燈泡的電流

1.5V燈泡的電流

故3V燈泡應在干路，1.5V燈泡應與某一電阻并聯，因1.5V燈泡的電阻為3Ω，故只要與3Ω電阻并聯即可；

此時需要電壓為U=3+1.5=4.5V；電流為1A，則所需內電阻

因在滿足條件的電路中所用電阻較小，故消耗的能量最小。

[4]原理圖如圖所示：