Question

【题目】某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定功率1.2W）；电压表（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表（量程0.5 A，内阻约0.5 Ω）；阻值不同的固定电阻若干；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。

（1）为了较好地完成本实验，该同学需将现有电压表的量程扩大到4V，则电压表需串联一只R0 =__________ Ω的固定电阻。

（2）该同学想描绘出小灯泡完整的伏安特性曲线，请在虚线方框中画出实验电路原理图_____________。

（3）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。

（4）将两个这样的小灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R串联，接在如图（b）所示电压恒定为4V的电路上，则每只小灯泡的实际功率为___________W。（结果保留2位有效数字）

Answer 1

【答案】 1000 增大 增大 0.39W （0.38W ~ 0.41W）

【解析】（1）改装成电压表要要串联电阻，串联的阻值为：。

（2）因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因电流表内阻已知，故可以采用外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R0和电压表串联，故原理图如图所示：

（3）I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大。

（4）将两个这样的小灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R串联，由图象可知灯泡两端电压为1.8V，通过灯泡的电流为0.22A，每个灯泡消耗的实际功率为：P=UI=1.8×0.22=0.39W。