Question

【題目】為探究小燈泡的電功率 P 和電壓 U 的關系，某同學測量小燈泡的電壓 U 和電流 I，利用 P=UI 得到電功率。實驗可選用的器材有：

電池（電動勢為 12 V，內阻不計）；小燈泡（3.0V，1.8W）；

電壓表（量程為 0~3 V，內阻約 3 kΩ）；電流表（量程為 0~0.6A，內阻約 0.15Ω）； 滑動變阻器（最大阻值為 10Ω）；定值電阻（10Ω、20Ω 和 50Ω）； 電鍵、導線若干。

(1)準備使用的實物電路如圖甲所示。請用筆畫線代替導線將圖甲所示的實物電路連接完整_______。

(2)在 10Ω、20Ω 和 50Ω 的定值電阻中，電阻 R1應選_______Ω 的定值電阻。

(3)處理數據后將 P、U2 描點在坐標紙上，如圖乙所示。請在坐標紙上畫出 P-U2 圖線________， 并說明各點不在一條直線上的原因：___________。

Answer 1

【答案】 10Ω； 隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲溫度逐漸升高，這會導致燈泡電阻升高，故圖線應為曲線

【解析】

(1)[1]小燈泡電阻較小，則采用電流表外接，滑動變阻器用分壓電路，電路連接如圖

(2)[2]小燈泡的額定電流

通過變阻器的電流為

所以通過電源的電流為

I′=I+I變=0.6+0.3=0.9A

根據閉合電路歐姆定律，應有

E=U+I′（r+R0）

解得

所以保護電阻R1應選10Ω的定值電阻；

(3)[3][4]在坐標紙上畫出P-U2圖線如圖

各點不在一條直線上的原因：隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲溫度逐漸升高，這會導致燈泡電阻升高，故圖線應為曲線。