Question

現(xiàn)提供下列器材，用來(lái)探究“小燈泡的伏安特性曲線”，并測(cè)定小燈泡的額定功率．
①待測(cè)小燈泡L，額定電壓6V，額定功率約為3W．
②電流表A，量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω．
③電壓表V，量程3V，內(nèi)阻5kΩ．
④滑動(dòng)變阻器R，最大阻值20Ω，額定電流1A．
⑤電源E，電動(dòng)勢(shì)10V，內(nèi)阻很小．
⑥定值電阻R₀=10kΩ．
⑦開關(guān)S，導(dǎo)線若干．
（1）在圖甲的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；

（2）圖乙為某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的小燈泡的伏安特性曲線，它不是直線而是曲線的原因是

 

；
（3）實(shí)驗(yàn)中，測(cè)小燈泡的額定功率時(shí)，電壓表V的示數(shù)應(yīng)調(diào)為

 

V；
（4）圖乙為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的小燈泡的伏安特性曲線，則小燈泡的額定功率為

 

W；如果將此小燈泡與R=8Ω定值電阻串聯(lián)，接在6V恒定電壓上，小燈泡上實(shí)際消耗的功率約為

 

W．（結(jié)果只要求保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）描繪小燈泡伏安特性曲線，需要測(cè)出燈泡兩端電壓與通過(guò)燈泡的電流；電壓表電壓可以調(diào)為零，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻較小，電流表應(yīng)采用外接法．
（2）燈泡電阻隨溫度變化而變化，燈泡電阻不是定值，因燈泡的伏安特性曲線不是直線而是曲線．
（3）當(dāng)燈泡電壓等于其額定電壓時(shí)，燈泡實(shí)際功率等于其額定功率．
（4）由圖象求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡的額定功率；把定值電阻等效為電源內(nèi)阻，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(diǎn)坐標(biāo)值是燈泡的實(shí)際電壓與實(shí)際電流，由P=UI 可以求出燈泡的實(shí)際功率．

解答：解：描繪小燈泡的伏安特性曲線，用電壓表測(cè)出燈泡電壓，用電流表測(cè)通過(guò)燈泡的電流，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（2）由于燈泡電阻隨溫度的升高而增大，燈泡兩端的電壓與通過(guò)燈泡的電流不成正比，所以燈泡的伏安特性曲線不是直線而是曲線．
（3）測(cè)小燈泡的額定功率時(shí)，電壓表V的示數(shù)應(yīng)調(diào)為燈泡額定電壓6V．
（4）由圖象可知，燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流為0.48A，
則燈泡額定功率P=UI=6×0.48≈2.9W；電源的I-U圖象如圖所示，
由圖象可知，燈泡兩端電壓為2.9V，電流為0.4A，燈泡實(shí)際功率為P=UI=2.9V×0.4A≈1.2W；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）燈絲的電阻率隨溫度的升高而增加；（3）6；（4）2.9；1.2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)，根據(jù)題目要求確定滑動(dòng)變阻器的接法、根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法是正確解題的關(guān)鍵．要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．