Question

17．某同學為了研究一個小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升高而變化的規律，用實驗得到下表所示的數據（I和U分別表示小燈泡的電流和電壓），則：

U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00
I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38		0.45	0.47	0.49	0.50

（1）當U=1.20V時對應的電流表如圖甲所示，其讀數為0.42A．
（2）實驗中所用的器材有：
電壓表（量程3V，內阻約為2kΩ）
電流表（量程0.6A，內阻約為0.2Ω）
滑動變阻器（0～5Ω，1A）
電、待測小燈泡、電鍵、導線若干．
請在圖乙方框中畫出該實驗的電路圖．
（3）根據實驗數據，在圖丙中畫出小燈泡的U-I曲線．
（4）如果把這個小燈泡接在一個電動勢為1.5V、內阻為2.0Ω的電池兩端，則小燈泡的實際功率是0.29W（結果保留2位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）為測量多組實驗數據，滑動變阻器應采用分壓接法，燈泡電阻較小，遠小于電壓表內阻，電流表應采用外接法，據此作出實驗電路圖．
（2）根據表中實驗數據，應用描點法作圖，作出小燈泡的伏安特性曲線．
（3）根據描點法可得出對應的燈泡的U-I圖象；
（4）在小燈泡的伏安特性曲線上作出電源路端電壓與電路電流關系圖象，找出該圖象與燈泡伏安特性曲線交點所對應的電壓與電流值，由P=UI求出燈泡的實際功率．．

解答 解：（1）電流表的指針對應的刻度超過1.4一個小格，因此可以讀作：0.42A
（2）由于小燈泡燈絲的電阻值遠小于電壓表的內阻，如：電壓為2.00V時，其阻值
R_燈=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00}{0.50}$=4.0Ω，為減少由于電表接入電路引起的系統誤差，應采用電流表外接法．為使小燈泡兩端的電壓的變化范圍盡可能大，滑線變阻器應連接成分壓電路，實驗電路如圖所示．
（3）根據實驗得到的數據在U-I坐標系中描點，并將這些數據點連接成一條平滑的曲線，如圖所示．
（4）作出電源的U-I圖線，它與小燈泡的伏安特性曲線的交點坐標就是小燈泡的工作點，小燈泡的實際電流為0.35A電壓為0.82V，功率P=IU=0.35×0.82=0.29W．
故答案為：（1）0.42；（2）如圖所示；（3）如圖所示；（4）0.29．

點評 本題考查測量燈泡的伏安特性曲線的實驗，要注意明確實驗原理，知道本實驗中一般采用滑動變阻器分壓接法，同時電流表采用外接法，同時能根據圖象準確處理數據，求解燈泡的實際功率．