Question

在圖甲所示電路中，電壓表與電流表均可視為理想電表．當滑動變阻器的阻值改變時，電壓表與電流表的示數也會隨之改變．

（1）某同學在實驗中測得6組數據，如下表所示，請在圖乙中的坐標紙上畫出電壓隨電流變化的U-I圖線；

I（A）	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
U（V）	2.60	2.40	2.20	2.00	1.80	1.60

（2）根據實驗得到的圖乙所示的U-I圖線，可知滑動變阻器在電路中消耗的最大功率為______W，此時變阻器的電阻為______Ω．
（3）現有兩個小燈泡L₁、L₂，它們分別標有“4V、3W”、“3V、3W”的字樣、兩個電阻箱、與圖甲中相同的電源三節、一個電鍵．請設計一個電路，使兩燈泡都能正常發光且電路消耗的總功率最小，請在圖丙所示的方框中畫出電路圖．（須在圖中標出燈泡L₁、L₂）

Answer 1

【答案】分析：圖象的繪制要利用表格中的數據，結合坐標的含義畫出圖象．
根據實驗得到U-I圖線知道U-I的關系式，根據數學方法求出消耗的功率的最大值．
“4V、3W”、“3V、3W”兩個小燈泡額定電壓、電流不同，所以將L₂并聯一個電阻，根據歐姆定律求出需要另一個電阻箱的阻值．
解答：解：（1）U-I圖線如圖；


（2）根據實驗得到的圖乙所示的U-I圖線，U=-0.5I+3
滑動變阻器在電路中消耗的功率P=UI=-0.5I²+3I
所以當I=3A，U=1.5V時滑動變阻器在電路中消耗的功率最大，即4.5w．
此時變阻器的電阻為0.5Ω．
（3）“4V、3W”、“3V、3W”兩個小燈泡額定電壓、電流不同，所以將L₂并聯一個16Ω電阻，保證并聯后的電流等于L₁的電流．
根據歐姆定律得另一個電阻箱的阻值等于R₂=-1.5-3-4=0.5Ω．如圖

故答案為：（1）如圖，（2）4.5，0.5，（3）如圖
點評：解決該題關鍵要能夠把數學圖象與物理規律結合起來求解．