题目内容
【题目】当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而变化.某同学为研究这一现象,按照自己设计的实验电路图测量小灯泡的电流I和电压U,得到如下表所示的数据.
I(A) | 0.12 | 0.22 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U(V) | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
(1)请你根据上表数据的特点,在虚线框中画出实验电路图.可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(0~10 Ω)、电源、小灯泡、开关和导线若干.
(2)在图所示坐标纸上画出小灯泡的UⅠ曲线,并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系:___________
(3)如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势为1.5 V、内阻为2.0 Ω的电源两端,利用上面的UⅠ曲线可求出小灯泡的实际功率是________________W,电源效率为________.(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)见解析图; (2)见解析图; 灯丝电阻随发光亮度的增加而增大;(3)0.28 53%
【解析】
试题分析:(1)描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡电阻约为几欧姆,电压表内阻约为几千欧姆甚至几万欧姆,电流表内阻约为零点几欧姆,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示:
(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示,由图象可知,随灯泡电压增大,灯泡电流增大,灯泡实际功率增大,灯泡变亮,灯泡电压与电流比值变大,灯丝电阻增大.
(3)在同一坐标系内作出电源的U-I图象如图所示,
由图象可知,灯泡两端电压U=0.8V,电流I=0.349,灯泡实际功率P=UI=0.8×0.349≈0.28W,效率;