题目

某同学用图（ a ）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有： 小灯泡（额定电压 2.5V ，额定电流 0.3A ） 电压表（量程 300mV ，内阻 300 ） 电流表（量程 300mA ，内阻 0.27 ） 定值电阻 R 0 滑动变阻器 R 1 （阻值 0-20 ） 电阻箱 R 2 （最大阻值 9999.9 ） 电源 E （电动势 6V ，内阻不计） 开关 S 、导线若干。 完成下列填空： （ 1 ）有 3 个阻值分别为 10 、 20 、 30 的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在 0~300mA 的 U - I 曲线， R 0 应选取阻值为 ___________ 的定值电阻； （ 2 ）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 ___________ （填 “ a ” 或 “ b ” ）端； （ 3 ）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱 R 2 的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数 U 、 I ，结果如图（ b ）所示。当流过电流表的电流为 10mA 时，小灯泡的电阻为 ___________ （保留 1 位有效数字）； （ 4 ）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 3V ，该同学经计算知，应将 R 2 的阻值调整为 _______ 。然后调节滑动变阻器 R 1 ，测得数据如下表所示： U /mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I /mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0 （ 5 ）由图（ b ）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻 ___________ （填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ）； （ 6 ）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为 160mA ，可得此时小灯泡电功率 W 1 =_______W （保留 2 位有效数字）；当流过电流表的电流为 300mA 时，小灯泡的电功率为 W 2 ，则 =_______ （保留至整数）。 答案： 10 a 0.7    2700 增大 0.074    10 【详解】 （ 1 ）因为小灯泡额定电压 2.5V ，电动势 6V ，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压 则有 则需要描绘小灯泡在 0~300mA 的伏安特性曲线，即 R 0 应选取阻值为 10 ； （ 2 ）为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 a 端； （ 3 ）由图可知当流过电流表的电流为 10mA 时，电压为 7mV ，则小灯泡的电阻为 （ 4 ）由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 3V 时，有 解得 （ 5 ）由图（ b ）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中 变大，则灯丝的电阻增大； （ 6 ）根据表格可知当电流为 160mA 时，电压表的示数为 46mA ，根据（ 4 ）的分析可知此时小灯泡两端电压为 0.46A ，则此时小灯泡电功率 W 1 =0.46V×0.16A≈0.074W 同理可知当流过电流表的电流为 300mA 时，小灯泡两端电压为 2.5V ，此时小灯泡电功率 W 2 =2.5V×0.3A=0.75W 故有

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