Question

【題目】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：小燈泡L（額定電壓3.8 V，額定功率1.2W）；電壓表（量程3 V，內(nèi)阻3 kΩ）；電流表（量程0.5 A，內(nèi)阻約0.5 Ω）；阻值不同的固定電阻若干；滑動(dòng)變阻器R（阻值0~9.0 Ω）；電源E（電動(dòng)勢(shì)5 V，內(nèi)阻不計(jì)）；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。

（1）為了較好地完成本實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)需將現(xiàn)有電壓表的量程擴(kuò)大到4V，則電壓表需串聯(lián)一只R0 =__________ Ω的固定電阻。

（2）該同學(xué)想描繪出小燈泡完整的伏安特性曲線，請(qǐng)?jiān)谔摼�方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖_____________。

（3）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”）。

（4）將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與5Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在如圖（b）所示電壓恒定為4V的電路上，則每只小燈泡的實(shí)際功率為___________W。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 1000 增大 增大 0.39W （0.38W ~ 0.41W）

【解析】（1）改裝成電壓表要要串聯(lián)電阻，串聯(lián)的阻值為：。

（2）因本實(shí)驗(yàn)需要電流從零開始調(diào)節(jié)，因此應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；因電流表內(nèi)阻已知，故可以采用外接法；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：

（3）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。

（4）將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與5Ω的定值電阻R串聯(lián)，由圖象可知燈泡兩端電壓為1.8V，通過燈泡的電流為0.22A，每個(gè)燈泡消耗的實(shí)際功率為：P=UI=1.8×0.22=0.39W。