Question

（2011?陕西二模）某同学用电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材研究标有额定电压为3.8V字样（额定功率字迹不清）的小灯泡的伏安特性，测得的实验数据如下表所示

次数	1	2	3	4	5	6
U/V	0	0.10	0.20	0.40	0.60	1.00
I/A	0	0.080	0.100	0.118	0.128	0.160
次数	7	8	9	10	11	12
U/V	1.60	2.20	2.60	3.00	3.40	3.80
I/A	0.200	0.238	0.258	0.278	0.291	0.310

请你根据上表数据：
（1）在如图1所示虚线框中画出实验电路图．
（2）在如图2所示的坐标系中，选取适当的标度，画出小灯泡的伏安特性曲线．
（3）实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中，小灯泡的最大电阻约为

12.3

Ω（保留三位有效数
字）；电阻大小发生变化的原因是

随着小灯泡电压的增大，通过的电流增大，功率增大，灯丝的温度升高，电阻增大

．
（4）将本实验用的小灯泡接入图3所示的电路，电源电压恒为6.0V，定值电阻R₁=30Ω，电流表（内阻不计）读数为0.45A．根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线，此时小灯泡消耗的实际功率约为

0.63（0.60～0.65）

W（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）该实验中由于需要测量较多的数据，因此滑动变阻器采用分压接法，由于灯泡电阻较小，因此安培表采用外接法，由此可正确画出实验的原理图；
（2）根据所给数据，利用描点法可以画出小灯泡的伏安特性曲线；
（3）当电流最大时，温度最高，此时对应的电阻最大，灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大，因此当电流发生变化时，灯丝的电阻发生变化；
（4）根据电路结构求出灯泡此时的电流，根据灯泡的U-I特性曲线求出此时灯泡的电压，然后根据P=UI即可求出其功率．

解答：解：（1）该实验中由于需要测量较多的数据，因此滑动变阻器采用分压接法，由于灯泡电阻较小，因此安培表采用外接法，由此可得出电路图如下所示：
       
（2）根据所给数据，利用描点法可以画出小灯泡的伏安特性曲线如下图所示：

（3）当电流最大时，温度最高，此时对应的电阻最大，因
Rmax=

U

I

=

3.80

0.31

≈12.3Ω
灯丝电阻发生变化的原因主要是：随着电流增大，灯丝温度升高，导致灯丝电阻率增大，因此灯丝电阻增大．
故答案为：12.3，随着小灯泡电压的增大，通过的电流增大，功率增大，灯丝的温度升高，电阻增大．
（4）通过R₁的电流为：
I1=

U

R1

=0.2A
通过小灯泡的电流：I₂=I-I₁=0.25A
由伏安特性曲线可知，小灯泡两端的电压：U_灯≈2.5V
因此灯泡的功率为：
P_灯=U_灯I₂=0.63W，答案在0.60～0.65A内．
故答案为：0.63（0.60～0.65）．

点评：本题考查了实物图的连接、电压表的使用、电流表的读数、电阻大小的影响因素、功率计等．这几个知识点在电学实验出现的频率很高，一定要掌握．