Question

16．某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干．（电压表和电流表均视为理想电表）

①实验中得到了小灯泡的U-I图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而增大；（选填“增大”“减小”或“不变”）
②根据图甲，在图乙中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）；
③某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡获得的最小功率是0.32W．

Answer 1

分析 在小灯泡的U-I图象中，图象上的与原点连线的斜率表示小灯泡电阻的大小，所以小灯泡电阻随电流的最大而增大；本题的难点是当把AB间的导线误接在AC之间时，滑动变阻器的连接情况：的滑动触头打到最左端或最右端时变阻器均短路，此时小灯泡功率最大，的滑动触头在中间时，变阻器的有效电阻最大．

解答 解：①U-I图象的斜率表示小灯泡的电阻，根据图甲可知斜率变大，小灯泡电阻变大．
②根据图乙的现有连接方式和图甲，可以推知这个实验的供电电路应采用分压式电路，测量电路应是电流表外接法． 
③小灯泡获得最小功率时，电路的总电阻最大，此时滑动变阻器的两段电阻丝并联的总电阻为5Ω，把5Ω的电阻当成电源的内阻，短路电流为I=$\frac{3}{5+1}$ A=0.5 A，在U-I图象中作出路端电压与电路中电流的图象，如图所示，两图象交点为：U=0.94 V，I=0.34 A，所以小灯泡获得最小功率为P=UI≈0.32 W．
答案：①增大                             
②如图                          
③0.32

点评 当已知小灯泡的伏安特性曲线，要求其功率时，要再画出表示电源的U-I图象，则两图线的交点坐标即为小灯泡的实际电流与电压，然后根据P=UI求解．