Question

8．在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，提供的实验器材有：
A．小灯泡（额定电压为3.8V，额定电流约0.3A）
B．直流电流表A（0～0.6A，内阻0.5Ω）
C．直流电压表V（0～6V，内阻5kΩ）
D．滑动变阻器R₁（0～10Ω，2A）
E．滑动变阻器R₂（0～100Ω，0.2A）
F．电源（6V，内阻不计）
G．开关S及导线若干

①实验中滑动变阻器应选用R₁（填“R₁”或“R₂”）；
②某同学设计了实验测量电路，通过改变变阻器的滑片位置，使电流表从零开始变化，记录多组电压表的读数U和电流表的读数I．请在图甲中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．
③该同学在实验中测出8组对应的数据（见表）：

次序	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	0	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	3.00	4.00
I/A	0	0.08	0.13	0.18	0.20	0.24	0.29	0.33

则小灯泡的额定功率为1.25W（保留2位小数），该测量值小于（填“大于”“小于”或“等于”）真实值．请在图乙坐标中，描点作出U-I图线．由图象可知，随着电流的增大，小灯泡的电阻增大（填“增大”“减小”或“不变”）．
④若将这个灯泡接在“E=4V，r=4Ω”电源上，则灯泡的电功率为8.4W（保留2位小数）．

Answer 1

分析 ①根据电路接法可明确滑动滑动变阻器接法；
②当要求电流从零调时滑动变阻器应用分压式，此时应选阻值小的变阻器．小灯泡的电阻较小，电流表应用外接法．
③根据表中数据可明确电压值及电流值，再由功率公式可求得功率大小；根据电压表的作用可明确电阻的变化；
④根据伏安特性曲线可明确灯泡的实际电压和电流，则可求得功率．

解答 解：（1）因描绘小灯泡伏安特性曲线的实验要求电流从零开始调节，故变阻器应用分压式，应选阻值小的变阻器误差小，故应选${R}_{1}^{\;}$．
（2）因小灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，又变阻器用分压式，如图所示，

（3）根据表格数据描点作出U-I图线如图所示．由图象可知，当U=3.8V时，I=0.33A，由P=UI可得P=3.8×0.33W=1.25W，即小灯泡的额定电流为1.25W，随着电流的增大，由于电压表的分流作用，测得的电流偏大，故电阻测量值小于真实值，根据欧姆定律R=$\frac{U}{I}$，由图象可知，随着电流的增大，小灯泡的电阻增大．

④在伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，如图所示，则交点为灯泡的工作点；由图可知，实际电压为U=2.9V，电流I=0.29A；故功率P=UI=2.9×0.29=0.84W；
故答案为：①${R}_{1}^{\;}$，②如图所示，③1.25，小于，增大；④8.4．

点评 本实验考查测量小灯泡的伏安特性曲线的实验；应熟记测定小灯泡伏安特性曲线实验电流表用外接法，变阻器用分压式接法．