Question

13．研究燈泡L（3.8V，1.8W）的伏安特性，并測出該燈泡在額定電壓下正常工作時的電阻值，檢驗其標示的準確性．

（1）甲、乙、丙、丁中既能滿足實驗要求，又能減小誤差的實驗電路圖是丙．
（2）請按電路圖連接好圖2中的實物圖．
（3）在閉合開關S前，滑動變阻器觸頭應放在a端．（選填“a”或“b”） （4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖3所示，由圖象可知，小燈泡的電阻隨其兩端的電壓增大而增大（選填“增大”或“減小”）；小燈泡在額定電壓（3.8V）下工作時的電阻值R=7.6Ω．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（5）如把該小燈泡接在一個E=1.5V，r=1Ω的電源兩端，則小燈泡的實際功率約為0.37W．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗目的確定滑動變阻器的接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關系確定電流表的接法，然后選擇實驗電路圖．
（2）根據(jù)電路圖連接實物電路圖．
（3）為保護電路滑動變阻器采用分壓接法閉合開關前滑片應置于分壓電路分壓為零的位置．
（4）分析圖示圖象應用歐姆定律判斷燈泡電阻隨溫度變化的關系；由圖示圖象求出燈泡額定電壓對應的電流，然后應用歐姆定律求出燈泡電阻．
（5）在坐標系內(nèi)作出電源的I-U圖象，求出燈泡的電壓與電流，然后求出燈泡實際功率．

解答 解：（1）苗虎燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法；
燈泡作出發(fā)光時的電阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{3．{8}^{2}}{1.8}$≈8Ω，電流表內(nèi)阻很小，約為零點幾歐姆，
電壓表內(nèi)阻約為幾千歐姆甚至幾萬歐姆，電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，
電流表應采用外接法，應選圖丙所示電路圖；
（2）根據(jù)圖丙所示電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

（3）滑動變阻器采用分壓接法，為保護電路安全，在閉合開關S前，滑動變阻器觸頭應放在a端．
 （4）由圖象可知，隨燈泡電壓U增大，燈泡電壓與電流的比值增大，即燈泡電阻變大，由此可知，小燈泡的電阻隨其兩端的電壓增大而增大；
由圖示圖象可知，小燈泡在額定電壓（3.8V）下工作時的電流為0.5A，燈泡電阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.5A}$=7.6Ω．
（5）在燈泡I-U圖象坐標系內(nèi)作出燈泡的I-U圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡電壓為：U=1.2V，電流為：I=0.31A，
燈泡實際功率為：P=UI=1.2×0.31≈0.37W．
故答案為：（1）丙；（2）實物電路圖如圖所示；（3）a；（4）增大；7.6；（5）0.37．

點評 本題考查了實驗電路的選擇、連接實物電路圖、實注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；要掌握應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法；對于最后一問作出電源的I-U圖象是解題的前提與關鍵．