Question

当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化。某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流I和电压U，得到如下表所示的数据。

I（A）	0.12	0.22	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U（V）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

1.请你根据上表数据的特点，在虚线框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0~10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。

2.在图示坐标纸上画出小灯泡的U－I曲线，并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系                                      。

                

3.如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电源两端，利用上面的U－I曲线可求出小灯泡的实际功率是       W，电源效率为       。

Answer

1.如下图a所示（3分）

2.如下图b所示  灯丝电阻随发光亮度增加而变大（2分）

3.0.28  53%（每空2分）

【解析】（1）由表格数据可知，灯泡电阻约为2Ω~4Ω，远小于电压表内阻，应采用电流表外接法；由表格中的第一组数据可知，要取到0.12A的电流，滑动变阻器需用分压式接法。

（2）做小灯泡的U－I曲线时要先描点，用平滑的曲线将尽量多的点连在曲线上，连不上的尽量分布在曲线两侧；由描绘出的图象观察可得，U－I图象的斜率越来越大，故灯丝电阻随发光亮度增加而变大。

（3）小灯泡和电源串联的电路如上图所示，作出U=E－Ir的图线如图中倾斜直线，根据两图线交点的物理意义可知，此时电源和灯泡的电流为0.35A，灯泡工作电压为0.80V，因此小灯泡的实际功率为P=UI=0.28W。电源效率为×100%=×100%=53%。