问题 问答题

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123456
U/V00.100.200.400.601.00
I/A00.0800.1000.1180.1280.160
次数789101112
U/V1.602.202.603.003.403.80
I/A0.2000.2380.2580.2780.2910.310
请你根据上表数据:

(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).

答案

(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
=
3.80
0.31
≈12.3Ω

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=

U
R1
=0.2A

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≈2.5V

因此灯泡的功率为:

P=UI2=0.63W,答案在0.60~0.65A内.

故答案为:0.63(0.60~0.65).

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