Question

某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有：

小灯泡L(额定电压3.8V，额定电流0.32A)

电压表V (量程3V，内阻3kΩ)

电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)

固定电阻(阻值1000Ω)

滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)

电源E(电动势5V，内阻不计)

开关S，导线若干。

（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图____。

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻___(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率____(填“增大”“不变”或“减小”)。

（3）用另一电源(电动势4V，内阻1.00Ω)和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率，闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为___W。(结果均保留2位有效数字)

Answer

电路图见解析； 增大； 增大； 0.39

【解析】

（1）[1]．因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R0和电压表串联，故原理图如图所示；

（2）[3][4]．I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；

（3）[5]．当滑动变阻器的阻值最大为9.0Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E=U+I（R+r）得

U=-10I+4，

作出图线①如图所示。由交点坐标可得U1=1.78 V，I1=221 mA，

P1=U1I1≈0.39  W；