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：…——2021 高考物理第 10 题答案解析

10.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300Ω）

电流表（量程300mA，内阻0.27Ω ）

定值电阻 $R _ { 0 }$

滑动变阻器 $R _ { 1 }$ （阻值0-20 Ω ）

电阻箱 $R _ { 2 }$ （最大阻值9999.9Ω ）

电源E（电动势6V，内阻不计）

开关S、导线若干。

完成下列填空：

图(a)

（1）有3个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω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 Ω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$\Omega$ （保留1位有效数字）；

图(b)

（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\_\_Ω。然后调节滑动变阻器 $R _ { 1 }$ ，测得数据如下表所示：

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>U/mV</td><td rowspan=1 colspan=1>24.0</td><td rowspan=1 colspan=1>46.0</td><td rowspan=1 colspan=1>76.0</td><td rowspan=1 colspan=1>110.0</td><td rowspan=1 colspan=1>128.0</td><td rowspan=1 colspan=1>152.0</td><td rowspan=1 colspan=1>184.0</td><td rowspan=1 colspan=1>216.0</td><td rowspan=1 colspan=1>250.0</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>I/mA</td><td rowspan=1 colspan=1>140.0</td><td rowspan=1 colspan=1>160.0</td><td rowspan=1 colspan=1>180.0</td><td rowspan=1 colspan=1>200 0</td><td rowspan=1 colspan=1>220.0</td><td rowspan=1 colspan=1>240.0</td><td rowspan=1 colspan=1>260.0</td><td rowspan=1 colspan=1>280 0</td><td rowspan=1 colspan=1>300.0</td></tr></table>

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 ${ \cal W } _ { 1 } { } =$ 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 $\frac { W _ { 2 } } { W _ { 1 } } =$ （保留至整数）。