Question

某同学用常规器材研究标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡两端的电压和通过它电流的关系，先选择合理的电路再正确连线，闭合开关后进行实验，得到的数据如下表所示：

次数	1	2	3	4	5	6
U/V	0	0.10	0.20	0.40	0.60	1.00
I/A	0	0.080	0.100	0.118	0.128	0.160
次数	7	8	9	10	11	12
U/V	1.60	2.20	2.60	3.00	3.40	3.80
I/A	0.200	0.238	0.258	0.278	0.291	0.310

根据这些数据：
（1）在虚线框中最好用铅笔画出实验电路图（图中的电源和开关已经画好）．
（2）在坐标系中，选取适当的标度，最好用铅笔画出小灯泡的U-I图线（以U为纵轴）．

（3）U₁=1.00V和U₂=3.00V时小灯泡的电阻分别为R₁=

 

Ω，R₂=

 

Ω，其大小不同的原因是

 

（4）小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时，小灯泡的最大电阻是

 

Ω，最大电功率是

 

W（保留三位有效数字）．
（5）通过小灯泡的电流等于零时，小灯泡的电阻约为

 

Ω．

Answer 1

分析：本题为测量小灯泡的伏安特性曲线实验，要明确实验的原理及实验方法，从而选出正确的电路图；并能根据金属导体的性质分析电阻变化的原因；同时注意数据分析的方法，通过图象得出小灯泡的电阻．

解答：解；（1）本实验采用滑动变阻器分压接法，因为灯泡内阻较小，故电流表应采用外接法；故答案如图所示；
（2）采用描点法将各点用平滑的曲线相连，注意因灯泡的内阻随温度的变化而变化，不能用直线；同时注意图象不能画成折线；答案如图所示；
（3）由图象可得，当电压为1V时，电流为16×10^-2A；由欧姆定律可得：R₁=

1

1.6×10-3

=6.25；而当电压为3V时，电流为26.5×10^-2A，则求得电阻R₂=

3

27×10-2

=10.79Ω；
由图可知随着电压的增大，通过小灯泡的电流增大，同时小灯泡的发热功率增加，灯丝的温度升高，所以金属灯丝的电阻率增大，灯泡的电阻增大．
（4）当灯泡达到额定功率时电阻达最大，最大电阻为

3.8

0.3

=12.26Ω；最大电功率P=UI=3.8V×0.3A=1.18W；
（5）当电流为零时电阻约为

0.1

0.08

=1.25Ω；
故答案为：（1）如下图；（2）如下图；（3）6.25；10.79；通过小灯泡的电流增大，同时小灯泡的发热功率增加，灯丝的温度升高，所以金属灯丝的电阻率增大，灯泡的电阻增大．
（4）12.26；1.18；
（5）1.25

点评：对于实验的考查侧重于考查实验的原理及数据的处理方法，在学习中要注意体会这两点．