Question

【題目】某同學研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有：

小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)

電壓表V (量程3V，內阻3kΩ)

電流表A(量程0.5A，內阻0.5Ω)

固定電阻(阻值1000Ω)

滑動變阻器R(阻值0～9.0Ω)

電源E(電動勢5V，內阻不計)

開關S，導線若干。

（1）實驗要求能夠實現在0～3.8V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖____。

（2）實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。

由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻___(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率____(填“增大”“不變”或“減小”)。

（3）用另一電源(電動勢4V，內阻1.00Ω)和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調節滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率，閉合開關S，在R的變化范圍內，小燈泡的最小功率為___W。(結果均保留2位有效數字)

Answer 1

【答案】電路圖見解析； 增大； 增大； 0.39

【解析】

（1）[1]．因本實驗需要電流從零開始調節，因此應采用滑動變阻器分壓接法；因燈泡內阻與電流表內阻接近，故應采用電流表外接法；另外為了擴大電壓表量程，應用R0和電壓表串聯，故原理圖如圖所示；

（2）[3][4]．I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數，由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故說明電阻隨電流的增大而增大；其原因是燈絲的電阻率隨著電流的增大而增大；

（3）[5]．當滑動變阻器的阻值最大為9.0Ω時，電路中的電流最小，燈泡實際功率最小，由E=U+I（R+r）得

U=-10I+4，

作出圖線①如圖所示。由交點坐標可得U1=1.78V，I1=221mA，

P1=U1I1≈0.39W；