Question

某同學探究一個額定電壓2.2V、額定功率1.1W的小燈泡兩端的電壓與通過燈泡的電流的關系．器材為：電源（電動勢3V）、電鍵、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、導線若干．

（1）為了達到上述目的，請將圖a連成一個完整的實驗電路圖．要求所測電壓范圍為0V-2.2V．
（2）根據實驗數據得到了如圖b所示小燈泡的U-I圖象．電壓從0.4V增至1.2V的過程中小燈泡的阻值增加了______Ω．
（3）若把該燈泡與一阻值為R₀=5Ω的電阻串聯后接在電動勢3V，內阻1Ω的電源兩端，如圖c所示，則小燈泡實際消耗的功率是______W．

Answer 1

（1）要求所測電壓范圍為0V-2.2V，即要求電壓值從零開始變化，故滑動變阻器應采有分壓接法；
燈泡內阻一般遠小于電壓表內阻，故電流表應采用外接法；實驗電路圖如圖所示：

（2）根據實驗數據得到了如圖b所示小燈泡的U-I圖象．
根據歐姆定律得電壓為0.4V時燈泡電阻為：R₁=

0.4

0.2

=2Ω，
電壓為1.2V時燈泡電阻為：R₂=

1.2

0.4

=3Ω，
所以電壓從0.4V增至1.2V的過程中小燈泡的阻值增加了1Ω．
（3）把定值電阻等效為電源內阻，根據閉合電路歐姆定律得：
E=U+I（r+R₀）
U=3-6I，作出電源的I-U圖象，

電源圖象與燈泡伏安特性曲線的交點坐標值是燈泡的實際電壓與實際電流，
由圖象可知，燈泡兩端電壓為0.8V，電流為0.35A，燈泡實際功率為P=UI=0.35V×0.8A=0.28W；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）1，（2）0.28