Question

16．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究小燈泡的電流與電壓的關(guān)系，可用的器材如下：電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻1Ω）、電鍵、滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Ω）、電壓表、電流表、小燈泡、導(dǎo)線若干．（電壓表和電流表均視為理想電表）

①實(shí)驗(yàn)中得到了小燈泡的U-I圖象如圖甲所示，則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而增大；（選填“增大”“減小”或“不變”）
②根據(jù)圖甲，在圖乙中把缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全，連接成實(shí)驗(yàn)的電路（其中電流表和電壓表分別測(cè)量小燈泡的電流和電壓）；
③某次連接時(shí)，把AB間的導(dǎo)線誤接在AC之間，合上電鍵，任意移動(dòng)滑片發(fā)現(xiàn)都不能使小燈泡完全熄滅，則此時(shí)的電路中，小燈泡獲得的最小功率是0.32W．

Answer 1

分析 在小燈泡的U-I圖象中，圖象上的與原點(diǎn)連線的斜率表示小燈泡電阻的大小，所以小燈泡電阻隨電流的最大而增大；本題的難點(diǎn)是當(dāng)把AB間的導(dǎo)線誤接在AC之間時(shí)，滑動(dòng)變阻器的連接情況：的滑動(dòng)觸頭打到最左端或最右端時(shí)變阻器均短路，此時(shí)小燈泡功率最大，的滑動(dòng)觸頭在中間時(shí)，變阻器的有效電阻最大．

解答 解：①U-I圖象的斜率表示小燈泡的電阻，根據(jù)圖甲可知斜率變大，小燈泡電阻變大．
②根據(jù)圖乙的現(xiàn)有連接方式和圖甲，可以推知這個(gè)實(shí)驗(yàn)的供電電路應(yīng)采用分壓式電路，測(cè)量電路應(yīng)是電流表外接法． 
③小燈泡獲得最小功率時(shí)，電路的總電阻最大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的兩段電阻絲并聯(lián)的總電阻為5Ω，把5Ω的電阻當(dāng)成電源的內(nèi)阻，短路電流為I=$\frac{3}{5+1}$ A=0.5 A，在U-I圖象中作出路端電壓與電路中電流的圖象，如圖所示，兩圖象交點(diǎn)為：U=0.94 V，I=0.34 A，所以小燈泡獲得最小功率為P=UI≈0.32 W．
答案：①增大                             
②如圖                          
③0.32

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)已知小燈泡的伏安特性曲線，要求其功率時(shí)，要再畫出表示電源的U-I圖象，則兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即為小燈泡的實(shí)際電流與電壓，然后根據(jù)P=UI求解．