某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8V，额定电流0.32A)；电压表V(量程3V，内阻3kΩ)；电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)；固定电阻R₀(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)；电源E(电动势5V，内阻不计)；开关S；导线若干．

(1)实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图____．

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．

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4V，内阻1.00Ω)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．(结果均保留两位小数)

答案

    增大    增大    0.39    1.17   

【详解】

(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，因，故电流表用外接法，实验电路原理图如图所示．

(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U＝－10I＋4，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＋4，作出图线②如图所示．由交点坐标可得，U₂＝3.70 V，I₂＝315 mA，最大的功率为

P₂＝U₂I₂≈1.17 W.