Question

現提供下列器材，用來探究“小燈泡的伏安特性曲線”，并測定小燈泡的額定功率．
①待測小燈泡L，額定電壓6V，額定功率約為3W．
②電流表A，量程0.6A，內阻約0.5Ω．
③電壓表V，量程3V，內阻5kΩ．
④滑動變阻器R，最大阻值20Ω，額定電流1A．
⑤電源E，電動勢10V，內阻很小．
⑥定值電阻R₀=10kΩ．
⑦開關S，導線若干．
（1）在圖甲的虛線框內畫出實驗電路圖；

（2）圖乙為某同學根據實驗數據描繪的小燈泡的伏安特性曲線，它不是直線而是曲線的原因是

 

；
（3）實驗中，測小燈泡的額定功率時，電壓表V的示數應調為

 

V；
（4）圖乙為根據實驗數據描繪的小燈泡的伏安特性曲線，則小燈泡的額定功率為

 

W；如果將此小燈泡與R=8Ω定值電阻串聯，接在6V恒定電壓上，小燈泡上實際消耗的功率約為

 

W．（結果只要求保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）描繪小燈泡伏安特性曲線，需要測出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流；電壓表電壓可以調為零，滑動變阻器應采用分壓接法，燈泡電阻較小，電流表應采用外接法．
（2）燈泡電阻隨溫度變化而變化，燈泡電阻不是定值，因燈泡的伏安特性曲線不是直線而是曲線．
（3）當燈泡電壓等于其額定電壓時，燈泡實際功率等于其額定功率．
（4）由圖象求出燈泡額定電壓對應的電流，然后由P=UI求出燈泡的額定功率；把定值電阻等效為電源內阻，作出電源的I-U圖象，電源圖象與燈泡伏安特性曲線的交點坐標值是燈泡的實際電壓與實際電流，由P=UI 可以求出燈泡的實際功率．

解答：解：描繪小燈泡的伏安特性曲線，用電壓表測出燈泡電壓，用電流表測通過燈泡的電流，滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示．
（2）由于燈泡電阻隨溫度的升高而增大，燈泡兩端的電壓與通過燈泡的電流不成正比，所以燈泡的伏安特性曲線不是直線而是曲線．
（3）測小燈泡的額定功率時，電壓表V的示數應調為燈泡額定電壓6V．
（4）由圖象可知，燈泡額定電壓對應的電流為0.48A，
則燈泡額定功率P=UI=6×0.48≈2.9W；電源的I-U圖象如圖所示，
由圖象可知，燈泡兩端電壓為2.9V，電流為0.4A，燈泡實際功率為P=UI=2.9V×0.4A≈1.2W；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）燈絲的電阻率隨溫度的升高而增加；（3）6；（4）2.9；1.2．

點評：本題考查了實驗電路設計，根據題目要求確定滑動變阻器的接法、根據燈泡電阻與電表內阻的關系確定電流表的接法是正確解題的關鍵．要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法．