Question

【题目】为探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，某同学测量小灯泡的电压 U 和电流 I，利用 P=UI 得到电功率。实验可选用的器材有：

电池（电动势为 12 V，内阻不计）；小灯泡（3.0V，1.8W）；

电压表（量程为 0~3 V，内阻约 3 kΩ）；电流表（量程为 0~0.6A，内阻约 0.15Ω）； 滑动变阻器（最大阻值为 10Ω）；定值电阻（10Ω、20Ω 和 50Ω）； 电键、导线若干。

(1)准备使用的实物电路如图甲所示。请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整_______。

(2)在 10Ω、20Ω 和 50Ω 的定值电阻中，电阻 R1应选_______Ω 的定值电阻。

(3)处理数据后将 P、U2 描点在坐标纸上，如图乙所示。请在坐标纸上画出 P-U2 图线________， 并说明各点不在一条直线上的原因：___________。

Answer 1

【答案】 10Ω； 随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线

【解析】

(1)[1]小灯泡电阻较小，则采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，电路连接如图

(2)[2]小灯泡的额定电流

通过变阻器的电流为

所以通过电源的电流为

I′=I+I变=0.6+0.3=0.9A

根据闭合电路欧姆定律，应有

E=U+I′（r+R0）

解得

所以保护电阻R1应选10Ω的定值电阻；

(3)[3][4]在坐标纸上画出P-U2图线如图

各点不在一条直线上的原因：随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线。