Question

16．某同学利用如图所示的电路，研究加在标有“3.8V　0.3A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流的关系，得到如表所示的数据．

序号	1	2	3	4	5	6
U/V	0	0.100	0.200	0.40	0.60	1.00
I/A	0	0.050	0.100	0.124	0.140	0.160
序号	7	8	9	10	11	12
U/V	1.60	2.20	2.60	3.00	3.40	3.80
I/A	0.200	0.230	0.258	0.274	0.290	0.310

（1）描绘出小灯泡的U-I图线．
（2）比较U₁=1.0V和U₂=3.0V时小灯泡的电阻大小，并说明其原因．
（3）小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时，小灯泡的最大电阻是多少？
（4）通过小灯泡的电流等于零时，这个小灯泡的电阻是多少？

Answer 1

分析 本题为测量小灯泡的伏安特性曲线实验，要明确实验的原理及实验方法，从而选出正确的电路图；并能根据金属导体的性质分析电阻变化的原因；同时注意数据分析的方法，通过图象得出小灯泡的电阻．

解答 解：（1）采用描点法将各点用平滑的曲线相连，注意因灯泡的内阻随温度的变化而变化，不能用直线；同时注意图象不能画成折线，如图所示：
（2）由图象可得，当电压为U₁=1V时，电流为I₁=0.16A；由欧姆定律可得：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{1}{0.16}$=6.25Ω；
当电压U₂=3V时，电流为I₂=0.274A，电阻为：${R}_{2}=\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{3}{0.274}=10.95Ω$，
由图可知随着电压的增大，通过小灯泡的电流增大，同时小灯泡的发热功率增加，灯丝的温度升高，电阻也增大；
（3）当灯泡达到额定功率时电阻达最大，最大电阻为：${m}_{max}=\frac{3.8}{0.310}$=12.26Ω；
（4）根据图象可知，通过小灯泡的电流等于零时，电阻为：R=$\frac{△U}{△I}=\frac{0.2}{0.1}=2Ω$
答：（1）如图所示：
（2）U₁=1.0V小灯泡的电阻小于U₂=3.0V时小灯泡的电阻，随着电压的增大，通过小灯泡的电流增大，同时小灯泡的发热功率增加，灯丝的温度升高，电阻也增大；
（3）小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时，小灯泡的最大电阻是12.26Ω；
（4）通过小灯泡的电流等于零时，这个小灯泡的电阻是2Ω．

点评 对于实验的考查侧重于考查实验的原理及数据的处理方法，在学习中要注意体会图象法处理数据的方法和规律．