Question

16．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所使用的电流表内阻约为几欧，电压表的内阻约为十几千欧．实验中得到了8组数据，在图1所示的电流-电压（I-U）坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线．
（1）请你判断实验电路的连接方式，根据你的判断在图2中连线使之为实验电路．
（2）根据图1，可确定小灯泡的功率P与U²和I²的关系．下列示意图3中正确的是D．
（3）将被测小灯泡与一定值电阻R和电源串联成图4所示的电路．电源的电动势为8.0V，内阻为1.0Ω．现测得电路中的电流为0.20A，则定值电阻R所消耗的电功率为1.36W．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，知道本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法；
（2）根据功率公式进行分析，明确电阻随温度的变化规律，从而明确对应的图象；
（3）根据闭合电路欧姆定律进行分析，求出R两端的电压，再根据功率公式即可求得电功率．

解答 解：（1）因描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，小灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，又电流从零调到最大值，滑动变阻器应用分压式，根据电路图连线实物图如下图．
②、由P=I²r=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在P-I²图象中图象上某点与原点连线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故D正确，C错误，同理在P-U²图象中，图象上某点与原点连线的斜率为电阻倒数$\frac{1}{R}$，因随温度的升高R增大因而$\frac{1}{R}$应减小，故AB均错误，本题应选D．
③、若将被测小灯泡与一定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路，由小灯泡的I-U图象可读出I=0.2A时，小灯泡两端电压为U=1V，根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir得，定值电阻两端电压为：U₀=E-U-Ir=8-1-0.2×1=6.8V，再由P=UI得：P=6.8×0.2W=1.36W即，即定值电阻R所消耗的电功率为1.36W．
故答案为：①如图，②D，③1.36．

点评 本题考查伏安法测量灯泡伏安特性曲线，要注意明确图象法的应用，知道灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以要注意在功率图象中斜率的变化情况．