Question

17．某同學(xué)為了研究一個(gè)小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升高而變化的規(guī)律，用實(shí)驗(yàn)得到下表所示的數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡的電流和電壓），則：

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）當(dāng)U=1.20V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表如圖甲所示，其讀數(shù)為0.42A．
（2）實(shí)驗(yàn)中所用的器材有：
電壓表（量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ）
電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
滑動(dòng)變阻器（0～5Ω，1A）
電、待測(cè)小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干．
請(qǐng)?jiān)趫D乙方框中畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖丙中畫(huà)出小燈泡的U-I曲線．
（4）如果把這個(gè)小燈泡接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為2.0Ω的電池兩端，則小燈泡的實(shí)際功率是0.29W（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）為測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法，據(jù)此作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，作出小燈泡的伏安特性曲線．
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的燈泡的U-I圖象；
（4）在小燈泡的伏安特性曲線上作出電源路端電壓與電路電流關(guān)系圖象，找出該圖象與燈泡伏安特性曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓與電流值，由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率．．

解答 解：（1）電流表的指針對(duì)應(yīng)的刻度超過(guò)1.4一個(gè)小格，因此可以讀作：0.42A
（2）由于小燈泡燈絲的電阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，如：電壓為2.00V時(shí)，其阻值
R_燈=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00}{0.50}$=4.0Ω，為減少由于電表接入電路引起的系統(tǒng)誤差，應(yīng)采用電流表外接法．為使小燈泡兩端的電壓的變化范圍盡可能大，滑線變阻器應(yīng)連接成分壓電路，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并將這些數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成一條平滑的曲線，如圖所示．
（4）作出電源的U-I圖線，它與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)就是小燈泡的工作點(diǎn)，小燈泡的實(shí)際電流為0.35A電壓為0.82V，功率P=IU=0.35×0.82=0.29W．
故答案為：（1）0.42；（2）如圖所示；（3）如圖所示；（4）0.29．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道本實(shí)驗(yàn)中一般采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，同時(shí)電流表采用外接法，同時(shí)能根據(jù)圖象準(zhǔn)確處理數(shù)據(jù)，求解燈泡的實(shí)際功率．