Question

13．小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變化，因而引起功率變化．一研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室通過實(shí)驗(yàn)研究這一問題，實(shí)驗(yàn)室備有的器材是：電壓表（0-3V，約3kΩ），電流表（0-0.6A，約0.1Ω），電池，開關(guān)，滑動(dòng)變阻器，待測小燈泡，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到額定電壓．

（1）在如圖1的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)描繪出如圖2所示的U-I圖象，小燈泡電壓隨電流變化曲線，由此可知，小燈泡電阻R隨溫度T的關(guān)系是小燈泡的電阻R隨溫度T升高而增大．
（3）如果一電池的電動(dòng)勢2V，內(nèi)阻2.5Ω．請你根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，確定小燈泡接在該電池的兩端，小燈泡的實(shí)際功率是0.41W．（結(jié)果請保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法，再根據(jù)小燈泡的電阻較小滿足電流表外接法條件可知電路應(yīng)是外接分壓電路；題（2）根據(jù)電阻的定義結(jié)合斜率概念即可求解；題（3）在表示小燈泡的U-I圖象中同時(shí)作出表示電源的U-I圖象，讀出兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即可求解．

解答 解：（1）由于實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法；
由于小燈泡電阻較小，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，電流表應(yīng)用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（2）根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，電阻R應(yīng)等于U-I圖象上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率大小，由于斜率逐漸增大，所以小燈泡的電阻R隨溫度T升高而增大；
（3）在表示小燈泡的U-I圖象中同時(shí)作出表示電源的U-I圖象，如圖所示

讀出兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為：I=0.39A，U=1.05V，
所以小燈泡消耗的實(shí)際功率為：P=UI=0.41W
故答案為：（1）如圖；（2）小燈泡的電阻R隨溫度T升高而增大；（3）0.41

點(diǎn)評 應(yīng)明確：①當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)或當(dāng)變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法；②當(dāng)待測電阻滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＜\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法；③在表示小燈泡的U-I圖象中同時(shí)作出表示電源的U-I圖象，兩圖線的交點(diǎn)則表示通過小燈泡的實(shí)際電流與實(shí)際電壓．