Question

19．为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，同学们找来一个额定电压为2.8V，额定功率接近0.8W的小灯泡来辅助完成此次探究．
（1）如图甲是为完成探究所组装的实验电路，还有部分线路没有连接完整，请你完成剩余导线的连接．
（2）通过此次探究同学们得到的伏安特性曲线如图乙所示，根据此图象可判断，小灯泡电阻随电压的增大而增大（填“增大”、“不变”或“减小”），其原因是因为电压增大后，发热量高，从而使灯泡的温度升高；而灯泡电阻随温度的升高而增大；，同时可以根据此图象确定小灯泡正常发光时的电阻R=10Ω．
（3）若该灯泡接入一个内阻r=1Ω，电源电压6V的电路中，要保证小灯泡正常发光，需要再串联一个10.4Ω的电阻．
（4）根据乙图，若小灯泡的功率是P，小灯泡两端电压是U，如图丙中给出的四个图中可能正确的是B．

Answer 1

分析 （1）本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，因灯泡内阻较小，故应选用电流表外接，由此可正确画出实验原理图；从而得出对应的实物图；
（2）明确I-U图象的性质，知道灯泡电阻随温度变化的规律；并由图象求出达额定电压时的电流，由欧姆定律求解电阻；
（3）根据串并联电路规律及欧姆定律可求得应串联的电阻；
（4）明确功率公式，根据公式及图象的性质可明确对应的图象．

解答 解：（1）本实验中采用分压接法和电流表外接法；故实物图如图所示；
（2）I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数；由图可知，灯泡电阻随电压的增大而增大；原因是因为电压增大后，发热量高，从而使灯泡的温度升高；而灯泡电阻随温度的升高而增大；
由图象可知，当电压为2.8V时，对应的电流为0.28A，由欧姆定律可知R=$\frac{2.8}{0.28}$=10Ω；
（3）要使灯泡正常发光，则灯泡两端电压为2.8V，电流为0.28A，则串联电阻两端的电压U=6-2.8-0.28×1=2.92V；则由欧姆定律可知：
R=$\frac{2.92}{0.28}$=10.4Ω；
（4）根据功率公式可知P=$\frac{{U}^{2}}{R}$；若电阻不变，功率与R成正比；但由于R随温度的升高而增大，故图象应为B；
故答案为：（1）如图所示；（2）增大；因为电压增大后，发热量高，从而使灯泡的温度升高；而灯泡电阻随温度的升高而增大；10；（3）10.4；（4）B；

点评 本实验考查了仪器选择、电路设计、灯泡功率、滑动变阻器阻值等问题，由I-U图象找出电压对应的电流，熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键