Question

某同學用電壓表、電流表和滑動變阻器等常規(guī)器材研究標有額定電壓為3.8V字樣（額定功率字跡不清）的小燈泡的伏安特性，測得的實驗數據如下表所示

次數	1	2	3	4	5	6
U/V		0.10	0.20	0.40	0.60	1.00
I/A		0.080	0.100	0.118	0.128	0.160
次數	7	8	9	10	11	12
U/V	1.60	2.20	2.60	3.00	3.40	3.80
I/A	0.200	0.238	0.258	0.278	0.291	0.310

請你根據上表數據：
（1）在如圖1所示虛線框中畫出實驗電路圖．
（2）在如圖2所示的坐標系中，選取適當的標度，畫出小燈泡的伏安特性曲線．
（3）實驗中小燈泡兩端的電壓從零變化到額定電壓的過程中，小燈泡的最大電阻約為    Ω（保留三位有效數
字）；電阻大小發(fā)生變化的原因是    ．
（4）將本實驗用的小燈泡接入圖3所示的電路，電源電壓恒為6.0V，定值電阻R₁=30Ω，電流表（內阻不計）讀數為0.45A．根據你描繪出的小燈泡的伏安特性曲線，此時小燈泡消耗的實際功率約為    W（保留兩位有效數字）．

Answer 1

【答案】分析：（1）該實驗中由于需要測量較多的數據，因此滑動變阻器采用分壓接法，由于燈泡電阻較小，因此安培表采用外接法，由此可正確畫出實驗的原理圖；
（2）根據所給數據，利用描點法可以畫出小燈泡的伏安特性曲線；
（3）當電流最大時，溫度最高，此時對應的電阻最大，燈泡燈絲的電阻率隨著溫度的升高而增大，因此當電流發(fā)生變化時，燈絲的電阻發(fā)生變化；
（4）根據電路結構求出燈泡此時的電流，根據燈泡的U-I特性曲線求出此時燈泡的電壓，然后根據P=UI即可求出其功率．
解答：解：（1）該實驗中由于需要測量較多的數據，因此滑動變阻器采用分壓接法，由于燈泡電阻較小，因此安培表采用外接法，由此可得出電路圖如下所示：
       
（2）根據所給數據，利用描點法可以畫出小燈泡的伏安特性曲線如下圖所示：

（3）當電流最大時，溫度最高，此時對應的電阻最大，因

燈絲電阻發(fā)生變化的原因主要是：隨著電流增大，燈絲溫度升高，導致燈絲電阻率增大，因此燈絲電阻增大．
故答案為：12.3，隨著小燈泡電壓的增大，通過的電流增大，功率增大，燈絲的溫度升高，電阻增大．
（4）通過R₁的電流為：

通過小燈泡的電流：I₂=I-I₁=0.25A
由伏安特性曲線可知，小燈泡兩端的電壓：U_燈≈2.5V
因此燈泡的功率為：
P_燈=U_燈I₂=0.63W，答案在0.60～0.65A內．
故答案為：0.63（0.60～0.65）．
點評：本題考查了實物圖的連接、電壓表的使用、電流表的讀數、電阻大小的影響因素、功率計等．這幾個知識點在電學實驗出現的頻率很高，一定要掌握．