Question

15．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用的仪器有：电源E（电动势6V，内阻不计）；小灯泡L（4.0V，1.6W）；电流表A（量程0.6A，内阻约2Ω）；电压表V（量程5V，内阻约15kΩ）；滑动变阻器R（最大阻值15Ω）；开关S，导线若干．实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调．
（1）在做实验时，构成的实物电路如图甲所示，请指出实物电路中的错误之处：
①电流表没有接成外接电路；②滑动变阻器没有接成分压电路．
（2）请在图丙虚线方框内画出实验所用的正确电路原理图．
（3）如图乙所示为某同学根据正确的实验电路所测的几组数据画出的I-U图象，图象是一条曲线而不是直线的原因是灯丝电阻随温度而改变，从图象中可求得小灯泡两端电压为3.0V时的电功率为1.0W．

Answer 1

分析 描绘小灯泡伏安特性曲线，要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，电流表应采用外接法．
I-U图线上点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，温度升高，电阻变化，根据图象进行分析，求出电压为3V时的电流，再由P=UI可求得电功率．

解答 解：（1）描绘小灯泡伏安特性曲线，要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，电流表应采用外接法．
所以上述实验电路图中的错误之处：
①电流表没有接成外接电路
②滑动变阻器没有接成分压电路．
（2）由以上分析可知，正确电路原理图：

（3）图线弯曲是因为温度升高，电阻变大，即灯丝电阻随温度改变而改变．
由I-U图可知，电压为3V时，电流为0.33A，则功率P=UI=3×0.33≈1.0W；
故答案为：（1）①电流表没有接成外接电路
②滑动变阻器没有接成分压电路．
（2）如图所示；
（3）灯丝电阻随温度而改变； 1.0．

点评 本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线，要注意明确本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法； 同时明确小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故不能直接用闭合电路欧姆定律求解，应掌握本题中给出的求灯泡功率的方法．