Question

16．某同學(xué)利用如圖所示的電路，研究加在標(biāo)有“3.8V　0.3A”的小燈泡兩端的電壓和通過它的電流的關(guān)系，得到如表所示的數(shù)據(jù)．

序號(hào)	1	2	3	4	5	6
U/V	0	0.100	0.200	0.40	0.60	1.00
I/A	0	0.050	0.100	0.124	0.140	0.160
序號(hào)	7	8	9	10	11	12
U/V	1.60	2.20	2.60	3.00	3.40	3.80
I/A	0.200	0.230	0.258	0.274	0.290	0.310

（1）描繪出小燈泡的U-I圖線．
（2）比較U₁=1.0V和U₂=3.0V時(shí)小燈泡的電阻大小，并說明其原因．
（3）小燈泡兩端的電壓從零到額定電壓變化時(shí)，小燈泡的最大電阻是多少？
（4）通過小燈泡的電流等于零時(shí)，這個(gè)小燈泡的電阻是多少？

Answer 1

分析 本題為測量小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)，要明確實(shí)驗(yàn)的原理及實(shí)驗(yàn)方法，從而選出正確的電路圖；并能根據(jù)金屬導(dǎo)體的性質(zhì)分析電阻變化的原因；同時(shí)注意數(shù)據(jù)分析的方法，通過圖象得出小燈泡的電阻．

解答 解：（1）采用描點(diǎn)法將各點(diǎn)用平滑的曲線相連，注意因燈泡的內(nèi)阻隨溫度的變化而變化，不能用直線；同時(shí)注意圖象不能畫成折線，如圖所示：
（2）由圖象可得，當(dāng)電壓為U₁=1V時(shí)，電流為I₁=0.16A；由歐姆定律可得：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{1}{0.16}$=6.25Ω；
當(dāng)電壓U₂=3V時(shí)，電流為I₂=0.274A，電阻為：${R}_{2}=\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{3}{0.274}=10.95Ω$，
由圖可知隨著電壓的增大，通過小燈泡的電流增大，同時(shí)小燈泡的發(fā)熱功率增加，燈絲的溫度升高，電阻也增大；
（3）當(dāng)燈泡達(dá)到額定功率時(shí)電阻達(dá)最大，最大電阻為：${m}_{max}=\frac{3.8}{0.310}$=12.26Ω；
（4）根據(jù)圖象可知，通過小燈泡的電流等于零時(shí)，電阻為：R=$\frac{△U}{△I}=\frac{0.2}{0.1}=2Ω$
答：（1）如圖所示：
（2）U₁=1.0V小燈泡的電阻小于U₂=3.0V時(shí)小燈泡的電阻，隨著電壓的增大，通過小燈泡的電流增大，同時(shí)小燈泡的發(fā)熱功率增加，燈絲的溫度升高，電阻也增大；
（3）小燈泡兩端的電壓從零到額定電壓變化時(shí)，小燈泡的最大電阻是12.26Ω；
（4）通過小燈泡的電流等于零時(shí)，這個(gè)小燈泡的電阻是2Ω．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考查側(cè)重于考查實(shí)驗(yàn)的原理及數(shù)據(jù)的處理方法，在學(xué)習(xí)中要注意體會(huì)圖象法處理數(shù)據(jù)的方法和規(guī)律．