Question

12．某同学描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验器材有：
电压表?：量程为3V，内阻为3kΩ
电流表?；量程为0.6A，内阻约为2Ω
定值电阻R₀；阻值为1kΩ
小灯泡L：额定电压为3.8 V
滑动变阻器R：阻值范围为0〜10Ω
电池E：电动势为6V
开关S，导线若干．

该同学按如图甲所示的电路图进行实验，通过正确实验操作和读数，得到了一组电压表的示数和电流表的示数，部分数据如下表：

电流（A）	0.085	0.155	0.212	0.235	0.278	0.315
电压（V）	0.17	0.60	1.20	1.50	2.10	2.70

（1）当电压表示数为1.20 V时，小灯泡两端的电压为1.60V．（保留三位有效数字）
（2）在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线．
（3）若把这个小灯泡与电动势为3V、内阻为10Ω的干电池连接成闭合电路，此时小灯泡的电阻为6.5Ω，实际功率为0.21W．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）明确电路结构，根据串联电路规律即可明确灯泡两端的电压；
（2）根据描点法可得出对应的图象；
（3）在灯泡的I-U图象中作出电源的伏安特性曲线，两图线的交点表示灯泡的工作点，则由欧姆定律可求得电阻，由功率公式即可求得实际功率．

解答 解：（1）由电路图可知，电压表与定值电阻串联后并联接在灯泡两端，则灯泡中的实际电压为电压表两端电压与定值电阻两端电压之和，则可知U=$\frac{{U}_{V}}{{R}_{V}}（{R}_{V}+R）$=$\frac{1.2}{3}×（3+1）$=1.6V；
（2）根据表中数据利用描点法可得出对应的I-U图象，如图所示；
（3）若把这个小灯泡与电动势为3V、内阻为10Ω的干电池连接成闭合电路，电池的路端电压与灯泡两端的电压相等，作出电源的伏安特性曲线，则两图象的交点表示灯泡的工作点，由图可知，灯泡的电压为1.18V，电流为0.18A；
由欧姆定律可知，灯泡内阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.18}{0.18}$=6.6Ω；
灯泡的功率P=UI=1.18×0.18=0.21W．
故答案为：（1）1.60；（2）如图所示；（3）6.6；0.21．

点评 本题考查伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理，知道串联电路欧姆的应用，以及伏安特性曲线的正确应用是解题的关键．