Question

某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系．可用的器材如下：电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干．

（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U﹣I图象如图a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而      （填“增大”、“减小”或“不变”）．

（2）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）．

（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是      W（本小题若需要作图，可画在图a中）．

Answer

（1）增大

（2）如图

（3）0.32W（0.30～0.34都对）

【解析】

试题分析：在小灯泡的U﹣I图象中，图象上的与原点连线的斜率表示小灯泡电阻的大小，所以小灯泡电阻随电流的最大而增大；本题的难点是当把AB间的导线误接在AC之间时，滑动变阻器的连接情况：的滑动触头打到最左端或最右端时变阻器均短路，此时小灯泡功率最大，的滑动触头在中间时，变阻器的有效电阻最大．

【解析】
（1）根据欧姆定律R=知，小灯泡的电阻随电压增大而增大．

（2）由于小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，电流表应用外接法；又电流与电压从零逐渐增大，故滑动变阻器应用分压式接法，实物图如图，

（3）若把AB间的导线误接在AC之间，则当变阻器滑动触头在变阻器中间时阻值最大R==5Ω，此时小灯泡功率最小，把变阻器与电源内阻看成为等效电源的内阻，其电动势为3V，内阻为6Ω，则短路电流==0.5A，在小灯泡的U﹣P图象中，连接U=3V与I=0.5A两点，画出表示电源的U﹣I图象，如图，读出两图线的交点坐标为U=0.88V，I=0.35A，则小灯泡的最小功率为P=UI=0.32W（0.30～0.34都对）．

故答案为（1）增大

（2）如图

（3）0.32W（0.30～0.34都对）

【点评】当已知小灯泡的伏安特性曲线，要求其功率时，要再画出表示电源的U﹣I图象，则两图线的交点坐标即为小灯泡的实际电流与电压，然后根据P=UI求解．