Question

11．當(dāng)小燈泡發(fā)光時(shí)，其燈絲的電阻會(huì)隨著發(fā)光亮度的變化而變化．某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量出小燈泡的電流I和電壓U，得到如下表所示的數(shù)據(jù)．

I/A	0.00	0.12	0.22	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0.00	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）請(qǐng)你根據(jù)上表數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，在答題卡的虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．可用的器材有：電源（電動(dòng)勢(shì)為3 V）；小燈泡；電壓表（量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ）；電流表（量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2Ω）；滑動(dòng)變阻器（變化范圍0-10Ω）；開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．
（2）①在答題卡的坐標(biāo)紙上畫(huà)出小燈泡的U-I曲線（圖上已描出部分點(diǎn)）；
②由圖可知：燈絲的電阻隨燈泡發(fā)光亮度增加而變大（填“變大”或“變小”）．
（3）如果將上述實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)阻為2.0Ω的電源兩端，利用上面的U-I曲線可求出小燈泡的實(shí)際功率是0.28W，電源效率為53%（保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，從而確定滑動(dòng)變阻器和電流表的接法，從而確定電路圖；
（2）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖象，根據(jù)圖象的斜率可表示電阻的變化；同時(shí)在圖中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn)，則可求得功率和電源的效率．

解答 解：（1）由題意可知，測(cè)量數(shù)據(jù)由零開(kāi)始變化，故本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，同時(shí)小燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接法；電路圖如答圖1所示；
（2）①根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線，如答圖2所示；
②U-I圖象中圖象的斜率表示電阻的大小，由圖可知，斜率增大，故說(shuō)明燈泡內(nèi)阻變大；
③在圖2中作出電源的伏安特性曲線，兩圖的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn)，由圖可知，電壓U=0.8V，電流I=0.35A，則功率為：
P=UI=0.35×0.8=0.28W；
電源的效率為：
η=$\frac{UI}{EI}$×100%=$\frac{0.8}{1.5}$×100%=53%；
故答案為：（1）如答圖1所示；（2）①如答圖2所示；②變大；③0.28；53%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查燈泡伏安特性曲線的描繪實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法和電流表外接法，同時(shí)注意燈泡電阻隨溫度的變化而變化，故不能利用歐姆定律求解電阻，應(yīng)充分利用圖象進(jìn)行分析．