Question

14．某同學(xué)使用如下器材做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗：
待測小燈泡（額定電壓12V，工作時電阻為100Ω左右）；
電源E（電動勢為15V）；
電壓表V（量程為15V，內(nèi)阻約為15kΩ）；
電流表A（量程為100mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
滑動變阻器（最大阻值為10Ω）；
單刀單擲開關(guān)；導(dǎo)線若干．
①在實驗中，既要使電壓能從0開始連續(xù)可調(diào)，又要使測量值盡可能精確，在圖1中應(yīng)選用的實驗電路圖C．
②請根據(jù)所選的實驗電路圖在如圖2實物圖上連線．
③燈泡的伏安特性曲線如圖3，由圖可知：在較低電壓區(qū)域內(nèi)，小燈泡的電阻幾乎不變；在較高電壓區(qū)域內(nèi)，小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大（填“增大”、“不變”或“減小”）．
④若將該燈泡與一個電動勢E=6V、內(nèi)阻r=60Ω電源相連，則小燈泡消耗的實際功率P=0.15W．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①描繪燈泡伏安特性曲線，滑動變阻器要采用分壓接法，電流表采用外接法，分析電路圖，找出符合要求的電流；
②根據(jù)電路圖連接實物電路圖．
③由圖象求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率．

解答 解：（1）因做描繪小燈泡伏安特性曲線實驗要求電流與電壓從零調(diào)，故滑動變阻器應(yīng)用分壓式，又小燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，故電流表應(yīng)用外接法，既滿足實驗要求，又要減小誤差的實驗電路圖應(yīng)選C．
（2）根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．

（3）根據(jù)電阻的定義式：R=$\frac{U}{I}$可知，在較高電壓區(qū)域內(nèi)，小燈泡的U-I的圖象隨U的增大斜率減小，可知電阻隨電壓的增大而增大；
（4）將該燈泡與一個電動勢E=6V、內(nèi)阻r=60Ω電源相連，該電源的短路電流：${I}_{短}=\frac{E}{r}=\frac{6}{60}=0.1$A=100mA，做出電源的伏安特性曲線，與燈泡的電阻曲線交于一點，如圖3：由圖象可知，小燈泡電壓兩端為3.75V，電流為40mA，所以小燈泡的額定功率為P=UI=3.75×0.040W=0.15W；
故答案為：①C； ②答案見下圖；③增大；④0.15w

點評 要熟記電學(xué)實驗基本要求：伏安法測電阻時注意電流表內(nèi)外接法的選擇方法，當(dāng)待測電阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時，電流表用外接法；當(dāng)待測電阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻時，電流表用內(nèi)接法．在要求電流或電壓值從零調(diào)時，滑動變阻器應(yīng)用分壓式，此時應(yīng)選阻值小的變阻器．