Question

13．研究燈泡L（3.8V，1.8W）的伏安特性，并測(cè)出該燈泡在額定電壓下正常工作時(shí)的電阻值，檢驗(yàn)其標(biāo)示的準(zhǔn)確性．

（1）甲、乙、丙、丁中既能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，又能減小誤差的實(shí)驗(yàn)電路圖是丙．
（2）請(qǐng)按電路圖連接好圖2中的實(shí)物圖．
（3）在閉合開(kāi)關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)放在a端．（選填“a”或“b”） （4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖3所示，由圖象可知，小燈泡的電阻隨其兩端的電壓增大而增大（選填“增大”或“減小”）；小燈泡在額定電壓（3.8V）下工作時(shí)的電阻值R=7.6Ω．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（5）如把該小燈泡接在一個(gè)E=1.5V，r=1Ω的電源兩端，則小燈泡的實(shí)際功率約為0.37W．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定滑動(dòng)變阻器的接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后選擇實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖．
（3）為保護(hù)電路滑動(dòng)變阻器采用分壓接法閉合開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)置于分壓電路分壓為零的位置．
（4）分析圖示圖象應(yīng)用歐姆定律判斷燈泡電阻隨溫度變化的關(guān)系；由圖示圖象求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后應(yīng)用歐姆定律求出燈泡電阻．
（5）在坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的I-U圖象，求出燈泡的電壓與電流，然后求出燈泡實(shí)際功率．

解答 解：（1）苗虎燈泡伏安特性曲線(xiàn)，電壓與電流應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；
燈泡作出發(fā)光時(shí)的電阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{3．{8}^{2}}{1.8}$≈8Ω，電流表內(nèi)阻很小，約為零點(diǎn)幾歐姆，
電壓表內(nèi)阻約為幾千歐姆甚至幾萬(wàn)歐姆，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，
電流表應(yīng)采用外接法，應(yīng)選圖丙所示電路圖；
（2）根據(jù)圖丙所示電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為保護(hù)電路安全，在閉合開(kāi)關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)放在a端．
 （4）由圖象可知，隨燈泡電壓U增大，燈泡電壓與電流的比值增大，即燈泡電阻變大，由此可知，小燈泡的電阻隨其兩端的電壓增大而增大；
由圖示圖象可知，小燈泡在額定電壓（3.8V）下工作時(shí)的電流為0.5A，燈泡電阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.5A}$=7.6Ω．
（5）在燈泡I-U圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出燈泡的I-U圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，燈泡電壓為：U=1.2V，電流為：I=0.31A，
燈泡實(shí)際功率為：P=UI=1.2×0.31≈0.37W．
故答案為：（1）丙；（2）實(shí)物電路圖如圖所示；（3）a；（4）增大；7.6；（5）0.37．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路的選擇、連接實(shí)物電路圖、實(shí)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，是實(shí)驗(yàn)的常考問(wèn)題，一定要掌握；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法；對(duì)于最后一問(wèn)作出電源的I-U圖象是解題的前提與關(guān)鍵．