Question

有一個小燈泡上標有“4V，2W”的字樣，現在要用伏安法測量這個小燈泡的伏安特性曲線．器材如圖．
電壓表V （0-5V，內阻約10kΩ）
電流表A（0-0.6A，內阻約0.4Ω）
滑動變阻器R （0-10Ω，2A）
學生電源（直流6V）、開關及導線

（1）為使實驗誤差盡量減小，要求從零開始多取幾組數據；請在下面的方框中畫出實驗電路圖．
（2）某同學通過實驗得到的數據畫出了該燈泡的伏安特性曲線，如圖所示，若用電動勢為4.0V、內阻為8Ω的電源直接給該小燈泡供電，則該小燈泡的實際功率是

0.42

W．（保留2位有效數字）
（3）P為上圖中圖線上的一點，PN為圖線上P點的切線、PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說法中正確的是

AC

A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小
C．對應P點，小燈泡的電阻約為5.33Ω
D．對應P點，小燈泡的電阻約為24.0Ω

Answer 1

分析：（1）根據滑動變阻器分壓及限流接法的不同作用，結合題意選擇滑動變阻器的接法；由電流表、電壓表與燈泡內阻間的大小關系確定電流表的接法．
（2）畫出電源的U-I曲線，與小燈泡伏安曲線的交點對應的電壓和電流即為此時小燈泡的實際電壓與電流，根據P=UI即可求得實際功率；
（3）根據電阻的定義R=

U

I

，電阻等于圖線上的點與原點連線的斜率的倒數，斜率逐漸減小，電阻逐漸增大．對應P點，燈泡的電阻等于過P點的切線斜率的倒數．

解答：解：（1）燈泡內阻R=

U2

P

=8Ω，電壓表遠大于燈泡內阻，應采用電流表外接法；
而由題意要求可知，電壓從零開始變化，并要多測幾組數據，故只能采用滑動變阻器分壓接法，而分壓接法中應選總阻值小的滑動變阻器，
電路圖如圖所示：

（2）根據閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir，則有U=4-8I，畫出U-I圖象如圖所示；

交點對應的電壓與電流即為小燈泡此時的實際電壓與電流，所以小燈泡兩端電壓為1.2V，電流I=O.35A，
所以實際功率為P=UI=1.2×0.35W=0.42W
（4）A、B、圖線的斜率逐漸減小，說明電阻逐漸增大．故A正確，B錯誤；
C、D、對應P點，小燈泡的電阻為R=

U

I

=

2.4

0.45

Ω=5.33Ω，故C正確，D錯誤；
故選AC；
故答案為：（1）如圖所示；（2）0.42 W；（3）AC．

點評：本題考查實驗中的儀表的接法以及如何電阻伏安特性曲線和電源的伏安特性曲線的聯系與區別；應注意滑動變阻器分壓及限流接法的區別及應用，同時還應明確內外接法的不同及判斷．