Question

17．某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变化的规律，用实验得到下表所示的数据（I和U分别表示小灯泡的电流和电压），则：

U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00
I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38		0.45	0.47	0.49	0.50

（1）当U=1.20V时对应的电流表如图甲所示，其读数为0.42A．
（2）实验中所用的器材有：
电压表（量程3V，内阻约为2kΩ）
电流表（量程0.6A，内阻约为0.2Ω）
滑动变阻器（0～5Ω，1A）
电、待测小灯泡、电键、导线若干．
请在图乙方框中画出该实验的电路图．
（3）根据实验数据，在图丙中画出小灯泡的U-I曲线．
（4）如果把这个小灯泡接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率是0.29W（结果保留2位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）为测量多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，据此作出实验电路图．
（2）根据表中实验数据，应用描点法作图，作出小灯泡的伏安特性曲线．
（3）根据描点法可得出对应的灯泡的U-I图象；
（4）在小灯泡的伏安特性曲线上作出电源路端电压与电路电流关系图象，找出该图象与灯泡伏安特性曲线交点所对应的电压与电流值，由P=UI求出灯泡的实际功率．．

解答 解：（1）电流表的指针对应的刻度超过1.4一个小格，因此可以读作：0.42A
（2）由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻，如：电压为2.00V时，其阻值
R_灯=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00}{0.50}$=4.0Ω，为减少由于电表接入电路引起的系统误差，应采用电流表外接法．为使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大，滑线变阻器应连接成分压电路，实验电路如图所示．
（3）根据实验得到的数据在U-I坐标系中描点，并将这些数据点连接成一条平滑的曲线，如图所示．
（4）作出电源的U-I图线，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标就是小灯泡的工作点，小灯泡的实际电流为0.35A电压为0.82V，功率P=IU=0.35×0.82=0.29W．
故答案为：（1）0.42；（2）如图所示；（3）如图所示；（4）0.29．

点评 本题考查测量灯泡的伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理，知道本实验中一般采用滑动变阻器分压接法，同时电流表采用外接法，同时能根据图象准确处理数据，求解灯泡的实际功率．