經(jīng)常有這樣的問題：給你幾組小燈泡的U、I值，要求畫出小燈泡的伏安特性曲線。 還有就是給你一個(gè)已知電動(dòng)勢和內(nèi)阻的電源，接上這個(gè)小燈泡，這個(gè)小燈泡的實(shí)際功率是多少？
明天我們重點(diǎn)討論小燈泡有伏安特性曲線時(shí)，小燈泡實(shí)際功率的計(jì)算。 其他知識(shí)點(diǎn)也都有涉及。
讓我們從一個(gè)例子開始。
例子：
在做“畫小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的電壓表的電阻約為幾歐姆，電流表的電阻約為一萬歐姆。 實(shí)驗(yàn)中獲得了八組數(shù)據(jù)。 在圖1所示的電壓-電壓（IU）坐標(biāo)系中，通過連接點(diǎn)得到小燈泡的伏安特性曲線。
圖1
①請確定實(shí)驗(yàn)電路的連接形式，根據(jù)您的判斷在圖2實(shí)線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并連接圖3中的線路，使其成為實(shí)驗(yàn)電路。
圖2
圖3
②根據(jù)圖4，可以確定小燈泡的功率P與U2、I2（為平方）的關(guān)系。 下列示意圖中正確的是。
圖4
③將被測燈泡接入電源，形成如圖5所示電路。電源電動(dòng)勢為8.0V，電阻為16Ω。 那么小燈泡實(shí)際消耗的電功率為 。
圖5
分析與解答：
①由于小燈泡的電流需要從零開始減小，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)接元件壓力式。 并且由于小燈泡的電阻與電壓表的內(nèi)阻相差不大，所以通過電壓表的外接來檢測小燈泡的電壓。 電路圖如圖6所示，物理圖如圖7所示。
圖6
圖7
②因?yàn)樾襞莸碾娮柚惦S著電流和電流的減小而減小，根據(jù)功率公式P=U2/R，P=I2R（平方），所以小燈泡的功率P與U2的關(guān)系和I2，原理圖4中正確的是D。
③在圖1小燈泡的伏安特性曲線上，畫出電源的IU圖像，如圖8所示，圖像在U軸上的截距代表電動(dòng)勢，在U軸上的截距代表電動(dòng)勢。 I軸代表漏電壓。 兩幅圖像交點(diǎn)的坐標(biāo)代表了燈泡和電源的共同工作狀態(tài)，即兩端的電流和流過的電壓。 交點(diǎn)坐標(biāo)大概是U=2.5v，I=0.35A。 所以小燈泡實(shí)際消耗的電功率約為2.5×0.35w=0.875w。
圖8
方式總結(jié)：
由于小燈泡的電阻值隨著電流和電流的減小而減小，因此雖然已知電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻測小燈泡的電功率的原理，但很難用公式來估算小燈泡實(shí)際消耗的電功率。 在小燈泡的伏安特性曲線上，畫出電源的IU圖像，兩幅圖像的交點(diǎn)坐標(biāo)表示小燈泡和電源的共同工作狀態(tài)，即電流兩端以及通過它們的電壓。 讀出電流坐標(biāo)和電壓坐標(biāo)，兩者的乘積代表電源的輸出功率，也稱為小燈泡實(shí)際消耗的電功率。
鞏固練習(xí)：
小燈泡的鎢絲內(nèi)阻會(huì)隨著溫度的下降而降低。 為了研究這個(gè)現(xiàn)象，同事使用了以下實(shí)驗(yàn)設(shè)備：電流表V、電流表A、滑動(dòng)變阻器（0~10Ω）、電源、小燈泡、開關(guān)和一些電線，并用這些設(shè)備設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以點(diǎn)的形式記錄在圖9的IU坐標(biāo)系中（I和U分別代表小燈泡上的電壓和電流）。
圖9
① 請?jiān)谙驴蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖；
圖10
②讀取圖11中電流表和電壓表的指示，并將這組數(shù)據(jù)標(biāo)記在圖9的IU坐標(biāo)系中，然后繪制小燈泡的IU曲線；
圖11
③如果將該朋友本次實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡L連接到圖12所示的電路中，電源電動(dòng)勢E=2.0v，忽略電阻，內(nèi)阻R=5.0Ω測小燈泡的電功率的原理，則電此時(shí)小燈泡的功率P=。 （保留2位有效數(shù)字）
圖12
參考答案：①見圖13；
圖13
②見圖14；
圖14
③0.16±0.02（2分）
如果讀者和同學(xué)覺得有啟發(fā)，請多多關(guān)注、收藏。 如果有什么不清楚的地方，請留言，希望對您有所幫助。