Question

【題目】某同學描繪小燈泡的伏安特。所使用的器材有：

小燈泡L（額定電壓3.8V，額定電流0.50A）

電流表A（量程0.6A，內阻約0.5Ω）；

靈敏電流計G（量程1mA，內阻為500Ω）；

電阻箱Ro（阻值范圍0～9999.9Ω）；

滑動變阻器R1（阻值范圍0～20Ω）；

電源E（電動勢4.5V，內阻約2Ω）；

開關S及導線若干；

（1）為了能夠實現在0-3.8V內對小燈泡的電壓進行測量，需將靈敏電流計G改裝成量程為4V的電壓表，則_______（填“串”或“并”）聯的電阻箱R0的阻值應調整為_________Ω

（2）請在圖（b）的方框中畫全運用上述器材描繪小燈泡伏安特性的實驗電路原理圖，并標注對應的器材符號____________。

（3）實驗中得到電流表A讀數I和靈敏電流計G讀數Ig如下表所示

次數	1	2	3	4	5	6	7	8
I/(A)	0.13	0.24	0.32	0.38	0.43	0.46	0.48	0.49
Ig/(mA)	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60	0.70	0.90

請你根據表中數據，在圖（c）的坐標系中補齊數據點，做出I-Ig曲線____________。

（4）由I-Ig曲線可知，小燈泡的電阻隨電流的增大而___________（填“變大”“變小”或者“不變”）

（5）如圖（d）所示，將該小燈泡和定值電阻R與一電動勢E=3.0V，內阻r=5.0Ω的電源串聯時，電源的輸出功率最大，可知此時小燈泡的實際功率約為______W定值電阻的阻值R=___________Ω（結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】（1）串 （2）如圖所示：

（3）如圖所示：

（4）增大 （5）0.34（0.31~0.36） 1.3（1.0~1.5）

【解析】

（1）將靈敏電流計改裝成量程較大的電壓表，需要串聯一個電阻

（2）根據改裝后的電壓表電流表以及燈泡的電阻關系確定電路的連接方式

（3）根據數據描點連線

（4）根據內外電阻相等時，電源的輸出功率最大，求解燈泡的實際功率問題。

（1）將靈敏電流計G改裝成量程為4V的電壓表，則需要串聯的電阻箱的阻值為

（2）改裝后的電壓表內阻為 遠大于燈泡的內阻，故采用電流表外接，滑動變阻器用分壓電路，如圖所示：

（3）做出I-Ig曲線如圖所示

（4）因Ig的值與燈泡兩端的電壓相對于，則I-Ig曲線的斜率的倒數反映了燈泡電阻的變化有圖像可知，小燈泡的電阻隨電流的增大而增大。

（5）當外電路電阻等于電源內阻時電源的輸出功率最大，所以當燈泡和定值電阻之和等于電源內阻時，此時回路中的電流為 ，由圖像可知，此時燈泡兩端的電壓為 ，所以小燈泡的實際功率為，定值電阻兩端的電壓為 所以定值電阻的阻值為