图1
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"),灯丝的电阻率________(填"增大""不变"或"减小")。
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)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,最大功率为________ W。(结果均保留2位小数)
解析 (1)电压表量程为3 V,要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程,题目中要求小灯泡两端电压从零开始,故滑动变阻器用分压式接法,小灯泡的电阻RL== Ω=11.875 Ω,所以<,故电流表用外接法,如图所示。
(2)由I-U图象知,图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小,表示灯泡的电阻随电流的增大而增大,根据电阻定律R=ρ知,灯丝的电阻率增大。
(3)当滑动变阻器的阻值最大为9.0 Ω时,电路中的电流最小,灯泡实际功率最小,由E=U+I(R+r)得I=-U+,作出图线①如图所示。
由交点坐标可得U1=1.78 V,I1=221 mA,P1=U1I1=0.39 W;当滑动变阻器电阻值R=0时,灯泡消耗的功率最大,由E=U+I(R+r)得,I=-U+,即I=-U+4,作出图线②如图所示。由交点坐标可得,U2=3.68 V,I2=0.318 A,最大的功率为P2=U2I2=1.17 W。
答案 (1)见解析 (2)增大 增大 (3)0.39 1.17