4．一个小灯泡的额定电压为6.3V，额定电流约为0.3A，用以下所给的实验器材描绘出小灯泡的伏安特性曲线，实验电路图所示。
电源E1：电动势为8.0V，内阻不计；
电源E2：电动势为12.0V，内阻不计；
电压表V：量程为0-10V，内阻约为10kΩ
电流表A1：量程为0-3A，内阻约为0.1Ω;
电流表A2：量程为0-300mA，内阻约为1Ω；
滑动变阻器R：最大阻值10Ω，额定电流1.0A；
开关S，导线若干。
⑴ 依照实验电路图将图中的实物图连接成实验电路。
⑵ 实验中电源应该选用 ；电流表应该选用 。
⑶ 实验测出的数据如下表所示，依照这些数据在图所示的坐标纸中描绘出该小灯泡的伏安特性曲线。
|
U/V |
0 |
0.5 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
6.3 |
|
I/A |
0 |
0.05 |
0.08 |
0.10 |
0.12 |
0.14 |
0.16 |
0.18 |
0.20 |
0.23 |
0.25 |
0.27 |
0.27 |
．两盏额定电压均为220V的白炽灯A、B的伏安特性曲线如图所示，试求：1、某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：求：
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编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
U(V) |
0.20 |
0.60 |
1.00 |
1.40 |
1.80 |
2.20 |
2.60 |
3.00 |
|
I(A) |
0.020 |
0.060 |
0.100 |
0.140 |
0.170 |
0.190 |
0.200 |
0.205 |
|
灯泡发光情况 |
不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光 |
⑴ 在图上画出I-U图线。
⑵从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 ；这表明导体的电阻随温度升高而
。
例1．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)：
|
I(A) |
0.12 |
0.21 |
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)在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0-10Ω)电源、小灯泡、电键、导线若干.
(2)在右图中画出小灯泡的U-I曲线.
(3)如果某一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第(2)小题的方格图中)
解：(1)见下图(2)见下图
(3)作出U=E-Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为0.28瓦
例2．使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线．已知小灯泡上标有“6V，3W”字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组，滑动变阻器的规格是“5W 2A”．要求：
? ⑴把图1中实物连成实验电路；
?? ⑵图2的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由．
??解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯泡电阻约为R= 62 /3W= 12W ，若采用限流，即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值可达4V左右，其电压调节，范围约在4V－6V间，显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线．而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为0V－6V间，便于选取数据作相应图线，至于电压表与电流表采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实验学生用表在电阻为10W左右时，内、外接表误差差别不大，本题不作要求，连线时应注意量程选择与表“+”、“一”接线柱接法，接线如图3．
??图2中所绘图线，由横、纵坐标可知为
P - U2图线，小灯泡在点亮时灯丝温度可高达上千摄氏度．随电压升高，灯丝温度升高，相应电阻率增大，电阻增大，与相应电阻不变时的功率相比要减少，或者说由
P = 
知，该图线斜率为 
，随P增大，R增大，斜率减小，因此D图可能正确，而B图对应斜率不变、即R不变的情况，与本题实际不符。
例3．如图所示中的图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I-U关系曲线图．
(1)为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2、图3两个电路中应选择的是图 ；简要说明理由： ．(电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0－100 Ω )
(2)在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω．由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为 V；电阻R2的阻值为 Ω．
⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子：
__________________________________________________________________________________
解：⑴ 2 ；理由：从I-U图象看，电流与电压均从零值开始，图2中的电压可以从0调到所需的电压，调节范围较大(或图3中不能测量0值附近的数据)。⑵5.2 ；111.8(111.6-112.0均可为正确)。分析与计算：R1支路电流为I1 =U /R1 =36mA, R2支路电流为34mA，在I-U曲线上，34mA对应的电压大约为5.2V；热敏电阻Rt= 5.2 /0.034 =152.9W, Rt+R2 = 9/0.034 =264.7W，所以R2 ≈ 111.8W⑶ 热敏温度计(提出其它实例，只要合理就给分)
??
例4．某同学选用一只标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，用电流表和电压表测量它在不同电压下的电流，从而计算出它在不同电压下的实际电阻值。根据实验数据画出的I-U图象如右。⑴从图象看出，电压越高对应的实际电阻值越_____，这说明灯丝材料的电阻率随温度的升高而________。⑵若实验室提供的器材是：电动势为6V，内阻很小的铅蓄电池；量程0-0.6-3A的直流电流表；量程0-3-15V的直流电压表；最大阻值10Ω的滑动变阻器；一只电键和若干导线。
(1)请画出正确的实验电路图；
(2)并标出开始实验时所用的电表量程和滑动变阻器滑动触头的位置。
解：⑴曲线上每一点和原点的连线的斜率的倒数表示该时刻对应的灯丝电阻。由图象可知随着电压的升高灯丝的电阻增大。这说明灯丝材料的电阻率随温度的升高而增大。
⑵正常工作时灯丝的电阻才十几个欧姆，电压低时电阻更小，所以应作为小电阻处理，测量部分应该用外接法。灯丝两端的电压要求从零开始逐渐增大，所以供电部分必须采用分压电路。开始时电流表量程应选用0.6A，电压表量程应选用3V(快要超过3V时再改用15V量程)，滑动变阻器滑动触头的位置应使灯丝两端分到的电压为零。电路略。
例5．、 如图1的电路中R1=R2=100Ω，是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如图2所示．电源电动势E=100V，内阻不计．求：
⑴当电键K断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．
⑵当电键闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．
解：(1)K断开时，灯泡跟R1串联，电流相等，而且灯泡与R1的电压之和等于100V。结合灯泡的伏安特性曲线，电流大约为0..6A时，对应灯泡电压40V，R1分压60V，此时灯泡功率为24W。
(2)K闭合后，灯泡与R2并联，分压一定小于40V；当UL=30V时，IL = 0.50A，通过R1的电流为0.80A，R1分压80V，则总电压等于110V；UL= 25V时，IL大约0.45A，则总电流为0.70A，总电压为95V＜100V；取UL=27V，则IL大约0.46A，则总电流I = 0.46 + 0.27 = 0.73A， R1分压73V，总电压恰好100V。灯泡消耗电功率PL=ULIL = 0.46 ×27 W =12.4W
，范围太小；分压连接电压变化为：0~
(RL》R0)，。相反，如果采用限流接法(a)，由于滑动变阻器的最大值R0太小，实际不能起到限流作用，也不利于调节数据。3、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入下面表格内。
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电压 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.8 |
2.0 |
2.2 |
2.4 |
2.6 |
2.8 |
3.0 |
3.2 |
3.4 |
3.6 |
|
电流 |
|
|
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