如圖*所示為某同學實驗得到的小燈泡燈絲電阻的U－I關係曲線圖。① 在圖乙中畫出實驗電路圖(根據該電路圖可得到U...

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問題詳情：

如圖*所示為某同學實驗得到的小燈泡燈絲電阻的U－I關係曲線圖。

① 在圖乙中畫出實驗電路圖(根據該電路圖可得到U－I關係的完整曲線)，可用的器材有：電壓傳感器、電流傳感器、滑動變阻器(變化範圍0～50 Ω)、電動勢為6 V的電源(不計內阻)、小燈泡、電鍵、導線若干。

② 如果將該小燈泡分別接入下圖*、乙兩個不同電路，其中*電路的電源為一節乾電池，乙電路的電源為三節乾電池，每節乾電池的電動勢為1.5 V，內電阻為1.5 Ω，定值電阻R＝18 Ω，則接入________(選填“*”或“乙”)電路時，小燈泡較亮些。

③ 在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為________ W。

④ 若將電路乙中的電阻R替換為另一個完全相同的小燈泡，其他條件不變，則此時電源內部的發熱功率為________ W。

【回答】

解析：① 由於要畫出U－I關係的完整曲線，必須用分壓接法畫出實驗電路圖。 ② 分別在小燈泡燈絲電阻的U－I關係曲線圖上畫出電源的伏安特*曲線，與小燈泡燈絲電阻的U－I關係曲線交點即為工作點。顯然接入*電路時，燈泡中電流較大，小燈泡較亮些。 ③ 在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為P＝UI＝1×0.15 W＝0.15 W。 ④若將電路乙中的電阻R替換為另一個完全相同的小燈泡，其他條件不變，可等效為電動勢為2.25 V，內阻為2.25 Ω的電池連接一個燈泡，在小燈泡燈絲電阻的U－I關係曲線圖上畫出電源(電動勢2.25 V，內阻2.25 Ω)的伏安特*曲線，與小燈泡燈絲電阻的U－I關係曲線交點對應的橫座標值為電源輸出電流I＝0.26 A，此時電源內部的發熱功率為P＝I2r＝0.262×4.5 W≈0.30 W。