Question

【題目】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：

小燈泡（額定電壓，額定電流）；

電壓表（量程，內(nèi)阻）；

電流表（量程，內(nèi)阻）；

固定電阻（阻值）；

滑動(dòng)變阻器（阻值）；

電源（電動(dòng)勢，內(nèi)阻不計(jì)）；開關(guān)：導(dǎo)線若干。

①實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖_________。

②實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡燈絲的電阻率__________（填“增大”“不變”或“減小”）。

③用另一電源（電動(dòng)勢，內(nèi)阻）和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)，在的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_______，最大功率為__________。（結(jié)果均保留2位小數(shù)）

Answer 1

【答案】如圖； 增大 0.41 1.17

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)研究小燈泡的伏安特性，所以電壓從0開始調(diào)節(jié)，采用分壓電路：

（2）I-U圖像的斜率為，從圖中可以看出斜率變小，則電阻變大，而電阻，電阻率增大

（3）

當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值全部接入時(shí)，燈泡的功率最小，將R等效為電源內(nèi)阻，則電源電動(dòng)勢為4V，等效內(nèi)阻為10Ω；作出電源的伏安特性曲線如圖中實(shí)線所示；由圖可知，燈泡電壓為U=1.8V，電流I=230mA=0.23A，則最小功率P=UI=1.8×0.23=0.41W；

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻為零時(shí)，燈泡消耗的功率最大；此時(shí)電源的內(nèi)阻為1.0Ω，作出電源的伏安特性曲線如圖中虛線所示；如圖可知，此時(shí)電壓為3.65V，電流為320mA=0.32A；則可知最大功率=U′I′=3.65×0.32=1.17W