题目内容

13．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，因而引起功率变化．一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（0-3V，约3kΩ），电流表（0-0.6A，约0.1Ω），电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压．

（1）在如图1的虚线框内画出实验电路图
（2）根据实验测得数据描绘出如图2所示的U-I图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小灯泡电阻R随温度T的关系是小灯泡的电阻R随温度T升高而增大．
（3）如果一电池的电动势2V，内阻2.5Ω．请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是0.41W．（结果请保留两位有效数字）

分析 本题（1）的关键是根据实验要求电流从零调可知变阻器应采用分压式接法，再根据小灯泡的电阻较小满足电流表外接法条件可知电路应是外接分压电路；题（2）根据电阻的定义结合斜率概念即可求解；题（3）在表示小灯泡的U-I图象中同时作出表示电源的U-I图象，读出两图线的交点坐标即可求解．

解答 解：（1）由于实验要求电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法；
由于小灯泡电阻较小，满足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，电流表应用外接法，实验电路图如图所示：

（2）根据R=$\frac{U}{I}$可知，电阻R应等于U-I图象上的点与原点连线斜率大小，由于斜率逐渐增大，所以小灯泡的电阻R随温度T升高而增大；
（3）在表示小灯泡的U-I图象中同时作出表示电源的U-I图象，如图所示

读出两图线的交点坐标为：I=0.39A，U=1.05V，
所以小灯泡消耗的实际功率为：P=UI=0.41W
故答案为：（1）如图；（2）小灯泡的电阻R随温度T升高而增大；（3）0.41

点评 应明确：①当实验要求电流从零调或当变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法；②当待测电阻满足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$时，电流表应用外接法，满足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＜\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$时，电流表应用内接法；③在表示小灯泡的U-I图象中同时作出表示电源的U-I图象，两图线的交点则表示通过小灯泡的实际电流与实际电压．

练习册系列答案
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