Question

【题目】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5V，内阻3k)；电流表A(量程0.3A，内阻0.5)；固定电阻R0(阻值1.0)；滑动变阻器R(阻值0~9.0)；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0~0.32A的范围内对小灯泡进行测量，利用上述器材，设计电路，在方框中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”)；设A为实验曲线上的某点，过A点的切线斜率为k1，坐标原点与A点连线的斜率为k2，则对应A点时小灯泡的电阻为____________。

(3)用另一电源E0(电动势3V，内阻1.0 )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。(结果保留2位有效数字)

Answer 1

【答案】 增大 0.20-0.23

【解析】（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；由于电流表量程较小，为了扩大电压表量程，将R0和电流表并联，因并联后的电流表内阻和灯泡内阻接近，故电流表采用外接法，故原理图如图所示：

（2）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，则A点的电阻为： ；

（3）当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为，等效内阻为；则有： ；作出电源的伏安特性曲线如图中实线所示；

由图可知，灯泡电压为，电流

则最小功率。