Question

8．为描绘额定电压为2.5V的小灯泡L的伏安特性曲线，实验室提供的器材有：
A．直流电源E（电动势4.0V，内阻较小） B．电压表（量程0-3V，内阻约15kΩ）
C．电流表（量程0-1mA．内阻等于199.5Ω）D．电阻箱R．（阻值范围0～999.9Ω）
E．滑动变阻器R（阻值范围0-10Ω）    F．开关一个及导线若干
实验要求描绘小灯泡在0到1.2倍额定电压下的伏安特性曲线，于是实验小组设计了图（a）所示的电路：
（1 ）根据图（a）的电路用笔划线代替导线将图（b）中的实物连接完整．

（2）为满足通过小灯泡的最大电流为0.400A的实验要求，电阻箱的电阻应调为R₀=0.5Ω．
（3）移动滑动变阻器的滑动触头，分别读出电压表和电流表的示数如下表，据据数据在图（c）中绘出I-U图线．

次数	1	2	3	4	5	6	7	8
u/v	0.10	0.20	0.30	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20
I/mA	0.2I5	0.335	0.375	0.400	0.435	0.475	0.510	0.555

次数	9	10	11	12	13	14	15	16	17
U/V	1.40	1.60	1.80	2.00	2.20	2.40	2.60	2.80	3.00
I/mA	0.585	0.615	0.650	0.680	0.720	0.755	0.795	0.825	0.850

（4）由图线可知，小灯泡在额定电压时的阻值是1.00V时阻值的1.7倍．（保留两位有效数字）
（5）由图线可知，小灯泡的额定功率是0.76W． （保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据原理图可得出对应的实物图；
（2）根据改装原理进行分析，从而利用串并联电路规律即可求得电阻箱的阻值；
（4）根据（3）中作出的图象分别求出2.5V和1V时的电流，再根据并联电路原理明确流过灯泡的电流，从而根据欧姆定律求出电阻，则可求出比值；
（5）根据对应的电流和电压，由功率公式即可求得额定功率．

解答 解：（1）根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
（2）由图可知，电阻箱与定值电阻并联，根据并联电路原理可知，I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{R}$
则有：R=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{1×1{0}^{-3}×199.5}{0.4-0.001}$=0.5Ω；
（4）由图可知，额定电压U₁=2.5V电流为I₁=0.76mA；而电压为1V时电流为I₂=0.52mA，由欧姆定律可知，R=$\frac{U}{I}$可知，根据改装原理可知，对应的流过灯泡的电流分别为I′₁=$\frac{0.4}{0.001}×0.76$×10^-3=0.304A；同理可知I₂'=0.208A，则R=$\frac{U}{I}$可知电阻分别为R₁=$\frac{2.5}{0.304}$=8.22Ω；R₂=$\frac{1}{0.208}$=4.8Ω；故电阻的比值$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{8.22}{4.8}$=1.7；
（5）由P=UI可知，灯泡的额定功率P=U₁I′₁=2.5×0.304=0.76W；
故答案为：（1）如图所示；（2）0.5；（4）1.7；（5）0.76．

点评 本题考查描绘灯泡伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理，知道伏安特性曲线的准确应用是解题的关键，注意灯泡电阻随温度的升高而增大，故只能根据图象求出各电压下的电阻值．