某同学用电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材研究标有额定电压为3.8V字样(额定功率字迹不清)的小灯泡的伏安特性,测得的实验数据如下表所示
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 |
(1)在如图1所示虚线框中画出实验电路图.
(2)在如图2所示的坐标系中,选取适当的标度,画出小灯泡的伏安特性曲线.
(3)实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中,小灯泡的最大电阻约为______Ω(保留三位有效数
字);电阻大小发生变化的原因是______.
(4)将本实验用的小灯泡接入图3所示的电路,电源电压恒为6.0V,定值电阻R1=30Ω,电流表(内阻不计)读数为0.45A.根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线,此时小灯泡消耗的实际功率约为______W(保留两位有效数字).
![](https://img.ixiawen.com/uploadfile/2017/0517/20170517101557187.png)
(1)该实验中由于需要测量较多的数据,因此滑动变阻器采用分压接法,由于灯泡电阻较小,因此安培表采用外接法,由此可得出电路图如下所示:
(2)根据所给数据,利用描点法可以画出小灯泡的伏安特性曲线如下图所示:
(3)当电流最大时,温度最高,此时对应的电阻最大,因
Rmax=
=U I
≈12.3Ω3.80 0.31
灯丝电阻发生变化的原因主要是:随着电流增大,灯丝温度升高,导致灯丝电阻率增大,因此灯丝电阻增大.
故答案为:12.3,随着小灯泡电压的增大,通过的电流增大,功率增大,灯丝的温度升高,电阻增大.
(4)通过R1的电流为:
I1=
=0.2AU R1
通过小灯泡的电流:I2=I-I1=0.25A
由伏安特性曲线可知,小灯泡两端的电压:U灯≈2.5V
因此灯泡的功率为:
P灯=U灯I2=0.63W,答案在0.60~0.65A内.
故答案为:0.63(0.60~0.65).