Question

【題目】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有：

小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)

電壓表V (量程3V，內(nèi)阻3kΩ)

電流表A(量程0.5A，內(nèi)阻0.5Ω)

固定電阻(阻值1000Ω)

滑動(dòng)變阻器R(阻值0～9.0Ω)

電源E(電動(dòng)勢(shì)5V，內(nèi)阻不計(jì))

開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。

（1）實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖____。

（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。

由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻___(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率____(填“增大”“不變”或“減小”)。

（3）用另一電源(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率，閉合開(kāi)關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為___W。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】電路圖見(jiàn)解析； 增大； 增大； 0.39

【解析】

（1）[1]．因本實(shí)驗(yàn)需要電流從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，因此應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；因燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻接近，故應(yīng)采用電流表外接法；另外為了擴(kuò)大電壓表量程，應(yīng)用R0和電壓表串聯(lián)，故原理圖如圖所示；

（2）[3][4]．I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故說(shuō)明電阻隨電流的增大而增大；其原因是燈絲的電阻率隨著電流的增大而增大；

（3）[5]．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大為9.0Ω時(shí)，電路中的電流最小，燈泡實(shí)際功率最小，由E=U+I（R+r）得

U=-10I+4，

作出圖線①如圖所示。由交點(diǎn)坐標(biāo)可得U1=1.78V，I1=221mA，

P1=U1I1≈0.39W；