Question

17．某同学利用如图所示的电路，研究加在标有“3.8V．0.3A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流的关系，得到如下所示的数据．根据以上这些数据完成下列问题：
（1）描绘出小灯泡的U-I曲线．
（2）比较U₃=1.0V时小灯泡的电阻大小，并说明其原因．
（3）小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时，小灯泡的最大电阻是多少？最大电功率是多少？

序号	1	2	3	4	5	6
U/V	0	0.1	0.20	0.40	0.60	1.00
I/A	0	0.050	0.100	0.124	0.140	0.160
序号	7	8	9	10	11	12
U/V	1.60	2.20	2.60	3.00	3.40	3.80
I/A	0.200	0.230	0.258	0.290	0.274	0.310

Answer 1

分析 本题为测量小灯泡的伏安特性曲线实验，要明确实验的原理及实验方法，从而选出正确的电路图；并能根据金属导体的性质分析电阻变化的原因；同时注意数据分析的方法，通过图象得出小灯泡的电阻．

解答 解：（1）采用描点法将各点用平滑的曲线相连，注意因灯泡的内阻随温度的变化而变化，不能用直线；同时注意图象不能画成折线；答案如图所示；
（2）由图象可得，当电压为1V时，电流为16×10^-2A；由欧姆定律可得：R₁=$\frac{1}{16×1{0}^{-2}}$=6.25；当电压取额定值时，电阻为：$\frac{3.8}{0.3}$=12.7Ω；由图可知随着电压的增大，通过小灯泡的电流增大，同时小灯泡的发热功率增加，灯丝的温度升高，电阻也增大；而在电压为1V时，灯泡电压较小时，电阻较小；
（3）当灯泡达到额定功率时电阻达最大，最大电阻为$\frac{3.8}{0.3}$=12.26Ω；最大电功率P=UI=3.8V×0.3A=1.18W；
答：（1）

（2）当电压为1V时，电阻为6.25Ω；通过小灯泡的电流增大，同时小灯泡的发热功率增加，灯丝的温度升高，所以金属灯丝的电阻率增大，灯泡的电阻增大因灯泡的温度越高，电阻越大；而此时电压小于额定值，故电阻较小；（3）灯泡的最大电阻是12.26Ω，最大电功率是1.18．

点评 对于实验的考查侧重于考查实验的原理及数据的处理方法，在学习中要注意体会图象法处理数据的方法和规律．