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)0.120.

◎ 题目

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

小题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。
小题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                                     
                
小题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      

◎ 答案


小题1:如下图a所示(3分)

小题2:如下图b所示 灯丝电阻随发光亮度增加而变大(2分)

小题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%。

◎ 知识点

    专家分析,试题“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)0.120.…”主要考查了你对  【实验:练习使用示波器】,【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】,【实验:伏安法测电阻】,【实验:探究影响导体电阻的因素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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