Question

15．在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，采用的儀器有：電源E（電動勢6V，內阻不計）；小燈泡L（4.0V，1.6W）；電流表A（量程0.6A，內阻約2Ω）；電壓表V（量程5V，內阻約15kΩ）；滑動變阻器R（最大阻值15Ω）；開關S，導線若干．實驗中要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續可調．
（1）在做實驗時，構成的實物電路如圖甲所示，請指出實物電路中的錯誤之處：
①電流表沒有接成外接電路；②滑動變阻器沒有接成分壓電路．
（2）請在圖丙虛線方框內畫出實驗所用的正確電路原理圖．
（3）如圖乙所示為某同學根據正確的實驗電路所測的幾組數據畫出的I-U圖象，圖象是一條曲線而不是直線的原因是燈絲電阻隨溫度而改變，從圖象中可求得小燈泡兩端電壓為3.0V時的電功率為1.0W．

Answer 1

分析 描繪小燈泡伏安特性曲線，要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續可調，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．
I-U圖線上點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，溫度升高，電阻變化，根據圖象進行分析，求出電壓為3V時的電流，再由P=UI可求得電功率．

解答 解：（1）描繪小燈泡伏安特性曲線，要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續可調，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．
所以上述實驗電路圖中的錯誤之處：
①電流表沒有接成外接電路
②滑動變阻器沒有接成分壓電路．
（2）由以上分析可知，正確電路原理圖：

（3）圖線彎曲是因為溫度升高，電阻變大，即燈絲電阻隨溫度改變而改變．
由I-U圖可知，電壓為3V時，電流為0.33A，則功率P=UI=3×0.33≈1.0W；
故答案為：（1）①電流表沒有接成外接電路
②滑動變阻器沒有接成分壓電路．
（2）如圖所示；
（3）燈絲電阻隨溫度而改變； 1.0．

點評 本題考查描繪小燈泡的伏安特性曲線，要注意明確本實驗中應采用滑動變阻器分壓接法和電流表外接法； 同時明確小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，故不能直接用閉合電路歐姆定律求解，應掌握本題中給出的求燈泡功率的方法．