Question

某同學用常規器材研究標有“3.8V，0.3A”字樣的小燈泡兩端的電壓和通過它電流的關系，先選擇合理的電路再正確連線，閉合開關后進行實驗，得到的數據如下表所示：

次數	1	2	3	4	5	6
U/V	0	0.10	0.20	0.40	0.60	1.00
I/A	0	0.080	0.100	0.118	0.128	0.160
次數	7	8	9	10	11	12
U/V	1.60	2.20	2.60	3.00	3.40	3.80
I/A	0.200	0.238	0.258	0.278	0.291	0.310

根據這些數據：
（1）在虛線框中最好用鉛筆畫出實驗電路圖（圖中的電源和開關已經畫好）．
（2）在坐標系中，選取適當的標度，最好用鉛筆畫出小燈泡的U-I圖線（以U為縱軸）．

（3）U₁=1.00V和U₂=3.00V時小燈泡的電阻分別為R₁=

 

Ω，R₂=

 

Ω，其大小不同的原因是

 

（4）小燈泡兩端的電壓從零到額定電壓變化時，小燈泡的最大電阻是

 

Ω，最大電功率是

 

W（保留三位有效數字）．
（5）通過小燈泡的電流等于零時，小燈泡的電阻約為

 

Ω．

Answer 1

分析：本題為測量小燈泡的伏安特性曲線實驗，要明確實驗的原理及實驗方法，從而選出正確的電路圖；并能根據金屬導體的性質分析電阻變化的原因；同時注意數據分析的方法，通過圖象得出小燈泡的電阻．

解答：解；（1）本實驗采用滑動變阻器分壓接法，因為燈泡內阻較小，故電流表應采用外接法；故答案如圖所示；
（2）采用描點法將各點用平滑的曲線相連，注意因燈泡的內阻隨溫度的變化而變化，不能用直線；同時注意圖象不能畫成折線；答案如圖所示；
（3）由圖象可得，當電壓為1V時，電流為16×10^-2A；由歐姆定律可得：R₁=

1

1.6×10-3

=6.25；而當電壓為3V時，電流為26.5×10^-2A，則求得電阻R₂=

3

27×10-2

=10.79Ω；
由圖可知隨著電壓的增大，通過小燈泡的電流增大，同時小燈泡的發熱功率增加，燈絲的溫度升高，所以金屬燈絲的電阻率增大，燈泡的電阻增大．
（4）當燈泡達到額定功率時電阻達最大，最大電阻為

3.8

0.3

=12.26Ω；最大電功率P=UI=3.8V×0.3A=1.18W；
（5）當電流為零時電阻約為

0.1

0.08

=1.25Ω；
故答案為：（1）如下圖；（2）如下圖；（3）6.25；10.79；通過小燈泡的電流增大，同時小燈泡的發熱功率增加，燈絲的溫度升高，所以金屬燈絲的電阻率增大，燈泡的電阻增大．
（4）12.26；1.18；
（5）1.25

點評：對于實驗的考查側重于考查實驗的原理及數據的處理方法，在學習中要注意體會這兩點．