Question

20．小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變化，因而引起功率變化．一研究性學習小組在實驗室通過實驗研究這一問題，實驗室備有的器材是：電壓表（0-3V，約3kΩ），電流表（0-0.6A，約0.1Ω），電池，開關，滑動變阻器，待測小燈泡，導線若干．實驗時，要求小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到額定電壓．
（1）在圖1虛線框內畫出實驗電路圖
（2）根據實驗測得數據描繪出如圖2所示的U-I圖象，小燈泡電壓隨電流變化曲線，由此可知，小燈泡電阻R隨溫度T的關系是小燈泡電阻隨溫度升高而增大．
（3）如果一電池的電動勢2V，內阻2.5Ω．請你根據上述實驗的結果，確定小燈泡接在該電池的兩端，小燈泡的實際功率是0.22W．（結果請保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 ①小燈泡的伏安特性曲線實驗應采用滑動變阻器的分壓接法、電流表外接法；
②金屬導體的電阻率隨溫度的增大而增大，小燈泡溫度升高后，電阻增大；
③在坐標軸作出小燈泡U-I特性曲線，兩線的交點為為泡的工作點，由圖可知燈泡的電流，由P=UI可求得燈泡的實際功率．

解答 解：（1）測定小燈泡的伏安特性曲線，要求電壓從零開始變化，并且要多測幾組數據，故應采用滑動變阻器的分壓接法；因小燈泡的內阻較小，故應采用電流表外接法；如圖所示；

  （2）由圖可知，隨電壓的增大，電阻越來越大，其原因是，電壓越大，溫度將越高，燈泡的電阻將增大；
（3）設小電珠的電壓和電流分別為U，I
根據閉合電路歐姆定律得1.5=U+2.5I
U=1.5-2.5I
在圖象中做出U-I曲線，

兩圖的交點為燈泡的工作點；
由圖可知，此是燈泡兩端的電壓為0.7V，電流為0.32A；故功率P=UI=0.7×0.32=0.22W；
故答案為：（1）如圖所示；（2）小燈泡電阻隨溫度升高而增大；（3）0.22

點評 本題考查測小燈泡的伏安特性曲線的實驗，要注意明確本實驗采用的滑動變阻器的分壓接法，同時要注意明確伏安特性曲線的正確應用，明確燈泡電阻的變化情況．