Question

2．某同学用图1所示的实物电路，描绘额定电压为4.0V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．

①根据如图2的实物图，在如图2的虚线框内画出电路图．
②根据 I-U 图线（图3），可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为0.60 W．

③已知小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω，并且小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R=k（273+t），k 为比例常数．根据 I-U 图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为227℃．

Answer 1

分析 ①明确当要求电压或电流从零调时滑动变阻器必须用分压式接法，当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应用外接法．
②根据伏安特性曲线可明确2V的电流，再由P=UI可求得灯泡的功率；
③根据小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω，通过小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R=k （ 273+t ），得出温度为227℃时电阻，再根据I-U 图线求解．

解答 解：①由实物图可知，滑动变阻器应用分压式接法；电流表应用外接法，故原理图如图所示；

②由图可知，当电压为2.0V时，电流为0.38A，则功率P=UI=2.0×0.3=0.60W；
③小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω，根据 R=k （ 273+t ）得
k=0.02；
由图可知，当达到额定电压4V时电流约为0.4A，则电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4}{0.4}$=10Ω
则由R=k （ 273+t ）可得：
t=227℃
故答案为：①如图所示；
②0.76；
③227

点评 本题考查小灯泡伏安特性曲线的描绘实验，要注意明确本实验中一般采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法；同时注意掌握根据伏安特性曲线分析问题的基本思路和方法．