Question

當小燈泡發光時其燈絲的電阻會隨著發光亮度的變化而發生變化。某同學為研究這一現象，按照自己設計的實驗電路測量小燈泡的電流I和電壓U，得到如下表所示的數據。

I（A）	0.12	0.22	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U（V）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

小題1:請你根據上表數據的特點，在虛線框中畫出實驗電路圖。可用的器材有：電壓表、電流表、滑動變阻器（變化范圍0~10Ω）、電源、小燈泡、電鍵、導線若干。
小題2:在圖示坐標紙上畫出小燈泡的U－I曲線，并定性分析燈絲的電阻與燈泡發光亮度的變化關系                                     。
                
小題3:如果將上面實驗中使用的小燈泡接在電動勢是1.5V，內阻是2.0Ω的電源兩端，利用上面的U－I曲線可求出小燈泡的實際功率是      W，電源效率為      。

Answer 1

小題1:如下圖a所示（3分）

小題2:如下圖b所示 燈絲電阻隨發光亮度增加而變大（2分）

小題3:0.28  53%（每空2分）

（1）由表格數據可知，燈泡電阻約為2Ω~4Ω，遠小于電壓表內阻，應采用電流表外接法；由表格中的第一組數據可知，要取到0.12A的電流，滑動變阻器需用分壓式接法。
（2）做小燈泡的U－I曲線時要先描點，用平滑的曲線將盡量多的點連在曲線上，連不上的盡量分布在曲線兩側；由描繪出的圖象觀察可得，U－I圖象的斜率越來越大，故燈絲電阻隨發光亮度增加而變大。

（3）小燈泡和電源串聯的電路如上圖所示，作出U=E－Ir的圖線如圖中傾斜直線，根據兩圖線交點的物理意義可知，此時電源和燈泡的電流為0.35A，燈泡工作電壓為0.80V，因此小燈泡的實際功率為P=UI=0.28W。電源效率為×100%=×100%=53%。