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

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