Question

某同学探究一个额定电压2.2V、额定功率1.1W的小灯泡两端的电压与通过灯泡的电流的关系．器材为：电源（电动势3V）、电键、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、导线若干．

（1）为了达到上述目的，请将图a连成一个完整的实验电路图．要求所测电压范围为0V-2.2V．
（2）根据实验数据得到了如图b所示小灯泡的U-I图象．电压从0.4V增至1.2V的过程中小灯泡的阻值增加了______Ω．
（3）若把该灯泡与一阻值为R₀=5Ω的电阻串联后接在电动势3V，内阻1Ω的电源两端，如图c所示，则小灯泡实际消耗的功率是______W．

Answer 1

（1）要求所测电压范围为0V-2.2V，即要求电压值从零开始变化，故滑动变阻器应采有分压接法；
灯泡内阻一般远小于电压表内阻，故电流表应采用外接法；实验电路图如图所示：

（2）根据实验数据得到了如图b所示小灯泡的U-I图象．
根据欧姆定律得电压为0.4V时灯泡电阻为：R₁=

0.4

0.2

=2Ω，
电压为1.2V时灯泡电阻为：R₂=

1.2

0.4

=3Ω，
所以电压从0.4V增至1.2V的过程中小灯泡的阻值增加了1Ω．
（3）把定值电阻等效为电源内阻，根据闭合电路欧姆定律得：
E=U+I（r+R₀）
U=3-6I，作出电源的I-U图象，

电源图象与灯泡伏安特性曲线的交点坐标值是灯泡的实际电压与实际电流，
由图象可知，灯泡两端电压为0.8V，电流为0.35A，灯泡实际功率为P=UI=0.35V×0.8A=0.28W；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）1，（2）0.28