Question

7．小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大．某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：

I（A）	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U（A）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）在方框圖中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖．可用的器材有：電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器（0-10Ω）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干．
（2）在圖中描出小燈泡的U-I曲線．
（3）現(xiàn)在測(cè)得一個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V，內(nèi)阻是2.0Ω．問(wèn)：將本試驗(yàn)的小燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是0.27W．

Answer 1

分析 （1）為測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法，據(jù)此作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，作出小燈泡的伏安特性曲線．
（3）在小燈泡的伏安特性曲線上作出電源路端電壓與電路電流關(guān)系圖象，找出該圖象與燈泡伏安特性曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓與電流值，由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由于小燈泡燈絲的電阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，如：電壓為2.00V時(shí)，其阻值R_燈=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00}{0.50}=4.00Ω$，為減少由于電表接入電路引起的系統(tǒng)誤差，應(yīng)采用電流表外接法．為使小燈泡兩端的電壓的變化范圍盡可能大，滑線變阻器應(yīng)連接成分壓電路，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并將這些數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成一條平滑的曲線，如圖2所示．
（3）作出電源的U-I圖線，它與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)就是小燈泡的工作點(diǎn)，小燈泡的實(shí)際電流為0.34（0.33-0.35A）電壓為0.80V（0.80-0.82V），功率P=IU=0.34×0.80=0.27W．
故答案為：（1）電路圖如圖1所示；（2）圖象如圖2所示；（3）0.27W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路是實(shí)驗(yàn)�？紗�(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵是根據(jù)題目要求確定滑動(dòng)變阻器采用分壓接法還是采用限流接法，根據(jù)待測(cè)電路元件電阻大小與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法．