十一  描绘小灯泡的伏安特性曲线

　　（一）目的：

　　1.描绘小灯泡的伏安特性曲线；

　　2.学习如何设计实验电路以及如何确定实验器材的规格。

　　（二）原理：

　　金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此，对一只灯泡来说，未正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍甚至几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。根据部分电路欧姆定律 可得： ，即在I－U坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。

　　（三）器材：

　　小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。

　　（四）步骤：

　　1．按图实11-1连接好电路，将开关置于断开状态，将滑动变阻器的滑动头置于输出电压为0的位置。

　　2．闭合开关，逐渐调节滑动头的位置，增大输出电压，记录电流表和电压表的多组示数，填写在表格中。并根据实验数据描绘出小灯泡的 图像。

　　3．观察图线并进行分析。

　　4．整理器材。

　　（五）注意事项：

　　1．因本实验要作出 图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器要采用分压接法。

　　2．电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的A点。

　　3．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。

　　4．加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大，如果灯丝由低温状态，直接超过额定电压使用，会由于灯丝瞬间电流过大而烧坏灯泡。

　　（六）例题：

　　（2004年上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：

　　I ( A ) 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50

　　U (V ) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

　　⑴在左下框中画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。

　　⑵在右图中画出小灯泡的U–I曲线。

　　⑶如果将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第⑵小题的方格图中）

　　【解析】⑴分压式接法（如下图实11-2甲所示）；

　　⑵如下图实11-2乙中曲线所示。

　　⑶利用作图法做出电源的U-I图线，该图线与小灯泡的U–I曲线相交于一点，由此可