Question

【題目】某同學研究小燈泡的伏安特性，實驗室提供的器材有：小燈泡L（額定電壓3.8 V，額定功率1.2W）；電壓表（量程3 V，內阻3 kΩ）；電流表（量程0.5 A，內阻約0.5 Ω）；阻值不同的固定電阻若干；滑動變阻器R（阻值0~9.0 Ω）；電源E（電動勢5 V，內阻不計）；開關S；導線若干。

（1）為了較好地完成本實驗，該同學需將現有電壓表的量程擴大到4V，則電壓表需串聯一只R0 =__________ Ω的固定電阻。

（2）該同學想描繪出小燈泡完整的伏安特性曲線，請在虛線方框中畫出實驗電路原理圖_____________。

（3）實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_________（填“增大”“不變”或“減小”），燈絲的電阻率__________（填“增大”“不變”或“減小”）。

（4）將兩個這樣的小燈泡并聯后再與5Ω的定值電阻R串聯，接在如圖（b）所示電壓恒定為4V的電路上，則每只小燈泡的實際功率為___________W。（結果保留2位有效數字）

Answer 1

【答案】 1000 增大 增大 0.39W （0.38W ~ 0.41W）

【解析】（1）改裝成電壓表要要串聯電阻，串聯的阻值為：。

（2）因本實驗需要電流從零開始調節，因此應采用滑動變阻器分壓接法；因電流表內阻已知，故可以采用外接法；另外為了擴大電壓表量程，應用R0和電壓表串聯，故原理圖如圖所示：

（3）I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數，由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故說明電阻隨電流的增大而增大；其原因是燈絲的電阻率隨著電流的增大而增大。

（4）將兩個這樣的小燈泡并聯后再與5Ω的定值電阻R串聯，由圖象可知燈泡兩端電壓為1.8V，通過燈泡的電流為0.22A，每個燈泡消耗的實際功率為：P=UI=1.8×0.22=0.39W。