Question

15．利用图1的电路描绘一个额定电压为3V的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，（结果保留2位有效数字）

（1）按图1的电路，将图2所示的实物连线补画完整．
（2）连接好电路后，将开关S闭合，反复调节滑动变阻器的阻值，得到若干组U、I的数据，在坐标纸上作出该灯泡的I-U图象如图3所示，由图可知，该灯泡的额定功率是0.63W，该灯泡的电阻随温度的变化规律是：温度升高，电阻变大；
（3）若将该灯泡与一个11.5Ω的定值电阻串联，直接接到电动势为E=3.60V，内电阻r=0.5Ω的电池组两端，则可估算出该小灯泡的实际功率为0.27W．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物电路图．
（2）根据给出的图象找出灯泡的额定值，则可求得其额定功率；由图象明确电阻的变化规律；
③将定值电阻作为内阻将电源等效；在I-U图象中做出等效电源的伏安特性曲线，两图象的交点为灯泡的实际工作点，由图读出电流值和电压值则可求得功率．．

解答 解：（1）由原理图可知，该实验采用的是分压接法，根据原理图可画作实物图；如图所示；
（2）当电压为3V时，电流为I=0.21A；则功率P=UI=0.21×0.3=0.63W；I-U图象中的斜率表示电阻的倒数；故随电压的增大，电阻增大；
（3）将11.5Ω等效到电源内部，则总内阻r=11.5+0.5=12Ω；在I-U图象中做出等效电源的伏安特性，如图所示，与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点；
由图可知，灯泡的电压为U₁=1.6V；电流I₁=0.16A；则总功率P_实=U₁I₁=1.6×0.16=0.27W；
故答案为：（1）如图；
（2）0.63；变大；
（3）0.27．

点评 要熟记电学实验基本要求：伏安法测电阻时注意电流表内外接法的选择方法，当待测电阻值远小于电压表内阻时，电流表用外接法；当待测电阻值远大于电流表内阻时，电流表用内接法．在要求电流或电压值从零调时，滑动变阻器应用分压式，此时应选阻值小的变阻器．