Question

17．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、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的小灯泡两个、电键、导线若干．

（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡L₁的U-I图象如图（a）中的图线L₁，则可知小灯泡L₁的电阻随电压增大而增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）为了得到图（a）中的图线，请将图（b）中缺少的两根导线补全，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）换小灯泡L₂重做实验，得到其U-I图象如图（a）中的图线L₂，现将这两个小灯泡并联连接在电动势3V、内阻6Ω的电源两端，则此时电源两端的电压为0.6V；灯泡L₂消耗的功率为0.09W．

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：（1）由图象根据欧姆定律R=$\frac{U}{I}$知，小灯泡的电阻随电压增大而增大．
（2）由于小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，电流表应用外接法；又电流与电压从零逐渐增大，故滑动变阻器应用分压式接法，实物图如图，

（3）电动势为3V，内阻为6Ω，则短路电流${I}_{短}^{\;}$=$\frac{3}{6}$=0.5A，在小灯泡的U-P图象中，连接U=3V与I=0.5A两点，画出表示电源的U-I图象，如图所示；要使两灯泡并联后接在电源两端，应符合闭合电路欧姆定律，则电源的输出电压与两灯泡电压相等，且路端电压与内压之和等于电动势；由图可知，输出电压应为0.6V，此时灯泡L₂的电流为0.15A，则其功率P=UI=0.6×0.15=0.09W；

故答案为（1）增大
        （2）如图
        （3）0.6；0.09．

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．