1、實(shí)驗(yàn)八 描繪小電珠的伏安特性曲線一、基本實(shí)驗(yàn)要求1實(shí)驗(yàn)原理(1)測(cè)多組小燈泡的U、I，并繪出IU圖象(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)器材小燈泡“3.8 V，0.3 A”、電壓表“03 V15 V”、電流表“00.6 A3 A”、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆3實(shí)驗(yàn)步驟(1)畫出電路圖(如圖甲)(2)將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示電路(3)測(cè)量與記錄移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置，測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中(4)數(shù)據(jù)處理在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系在坐

2、標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線二、規(guī)律方法總結(jié)1滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法比較兩種接法的電路圖負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍UE0UE負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍I0I2.兩種接法的適用條件(1)限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)(2)分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)3實(shí)驗(yàn)器材選取(1)原則：安全；精確；操作方便(2)具體要求電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流干電池中電流一般不允許超過0.6 A.用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電

3、流電壓表或電流表的量程不能小于被測(cè)電壓或電流的最大值電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上4注意事項(xiàng)(1)電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法：本實(shí)驗(yàn)要作出UI圖象，要求測(cè)出多組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓式接法(3)保護(hù)元件安全：為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于最大電阻處，加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓5誤差分析(1)由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值(2)測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來誤差(3)在

4、坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差1(2015浙江卷)圖甲是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖圖甲圖乙(1)根據(jù)圖甲畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙中的所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V所示讀數(shù)為：_，_，_，_兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為_和_解析：(1)從實(shí)物圖中可知電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，電流表采用外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，故電路圖如圖所示(2)電流表的量程為0.6 A，所以每小格表示的分度值為0.02 A，故的讀數(shù)為0.10 A，的讀數(shù)為0.24 A電壓表的量程為3 V，則每一小格表示0.1 V，所以的讀數(shù)為2.00

5、V，的讀數(shù)為0.27 V.電壓小，兩端的電流小，故為同一組數(shù)據(jù)，故得到的電阻為R2.7 .為另外一組數(shù)據(jù)，故得到的電阻為R8.3 .答案：(1)見解析圖(2)0.10 A0.24 A2.00 V0.27 V(8.30.1) 和(2.70.1) 2(2016益陽模擬)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：小燈泡L，規(guī)格“4.0 V0.7 A”；電流表A1，量程3 A，內(nèi)阻約為0.1 ；電流表A2，量程0.6 A，內(nèi)阻r20.2 ；電壓表V，量程3 V，內(nèi)阻rV9 k；標(biāo)準(zhǔn)電阻R1，阻值1 ；標(biāo)準(zhǔn)電阻R2，阻值3 k；滑動(dòng)變阻器R，阻值范圍010 ；學(xué)生電源E，電動(dòng)勢(shì)6

6、 V，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)通過L的電流為0.46 A時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)L的電阻為_.乙同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路來進(jìn)行測(cè)量，電壓表指針指在最大刻度時(shí)，加在L上的電壓值是_V.學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想更準(zhǔn)確地描繪出L完整的伏安特性曲線，需要重新設(shè)計(jì)電路請(qǐng)你在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上利用所供器材，在圖丁所示的虛線框內(nèi)補(bǔ)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號(hào)解析：電壓表的示數(shù)U2.30 V，所以燈泡L的電阻RL 5 .由題圖知電壓表V與R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓，當(dāng)電壓表V的示數(shù)為3 V時(shí)，R2兩端的電壓U2R23 000 V1 V，所以燈泡兩端的電壓UU

7、VU2(31) V4 V.要想更準(zhǔn)確地描繪出L完整的伏安特性曲線，則電壓表的量程應(yīng)變?yōu)?.0 V，電流表的量程應(yīng)變?yōu)?.7 A，因此將電壓表V與標(biāo)準(zhǔn)電阻R2串聯(lián)改裝成量程為4.0 V的電壓表，將電流表A2與標(biāo)準(zhǔn)電阻R1并聯(lián)改裝成量程為0.6 A A0.72 A的電流表故虛線框內(nèi)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示答案：54見解析圖3(2016廊坊模擬)一只小燈泡，標(biāo)有“3 V，1.5 W”的字樣現(xiàn)要描繪小燈泡03 V的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)器材有：A最大阻值為10 的滑動(dòng)變阻器B電動(dòng)勢(shì)為6 V、內(nèi)阻約為1.0 的電源C量程為0.6 A、內(nèi)阻約為1.0 的電流表A1D量程為3 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表A2E量程為3

8、V、內(nèi)阻約為6 k的電壓表V1F量程為15 V、內(nèi)阻約為10 k的電壓表V2G開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)電壓表應(yīng)選用_；電流表應(yīng)選用_(將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上)(2)在該實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路為了減小誤差，應(yīng)選取的電路是_(將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上)(3)以下是該實(shí)驗(yàn)的操作步驟：A將電流表、電壓表、變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確連接成電路；B調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，保證閉合開關(guān)前使滑動(dòng)變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大；C閉合開關(guān)，記下電壓表、電流表的一組示數(shù)(U1，I1)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，每移動(dòng)一次記下一組(U，I)值，共測(cè)出12組數(shù)據(jù)；D按所測(cè)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用

9、直線段連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線指出以上步驟中存在錯(cuò)誤或不妥之處并修改_.解析：(1)因?yàn)樾襞莸念~定電壓為3 V，故電壓表選E；小燈泡的額定電流I A0.5 A，故電流表選C.(2)小燈泡在額定電壓下的電阻R6 ，由于，故電流表外接描繪伏安特性曲線時(shí)，電壓從零開始，需用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，選C.答案：(1)EC(2)C(3)步驟B不妥，閉合開關(guān)前應(yīng)使滑動(dòng)變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值為零；步驟D有錯(cuò)，應(yīng)為按所測(cè)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用一條平滑的曲線連接起來4(2016大連模擬)有一只標(biāo)值為“2.5 V，x W”的小燈泡，其額定功率的標(biāo)值已模糊不清某同學(xué)想通過測(cè)繪燈絲伏安特性曲

10、線的方法來測(cè)出該燈泡的額定功率(1)已知小燈泡的燈絲電阻約為5 ，請(qǐng)先在圖甲中補(bǔ)全伏安法測(cè)量燈絲電阻的電路圖，再選擇電流表、電壓表的合適量程，并按圖甲連接方式將圖乙中的實(shí)物連成完整的電路(2)開關(guān)S閉合之前，將圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于_(填“A端”“B端”或“AB正中間”)(3)該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)作出了燈絲的伏安特性曲線如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為_W.解析：(1)小燈泡電阻較小，所以，電流表外接，電路圖及實(shí)物圖見答案(2)開關(guān)S閉合前，被測(cè)電路兩端電壓應(yīng)最小，滑片應(yīng)置于B端(3)由題圖丙知，燈泡兩端額定電壓為2.5 V時(shí)，電流為I0.44 A，所以燈泡的額定功率PUI2.50.44 W1

11、.1 W.答案：(1)如圖甲所示實(shí)物連線如圖乙所示(注：任何一個(gè)地方錯(cuò)誤均不可)(2)B端(3)1.11(2015廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小組研究兩個(gè)未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 k)、電流表(內(nèi)阻約為1 )、定值電阻等使用多用電表粗測(cè)元件X的電阻選擇“1”歐姆擋測(cè)量，示數(shù)如圖(a)所示，讀數(shù)為_ .據(jù)此應(yīng)選擇圖中的_(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)連接所選電路，閉合S；滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)逐漸_(填“增大”或“減小”)；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實(shí)驗(yàn)圖(d)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由圖可判斷元件_(填“X”或“Y”)是

12、非線性元件該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R21 的定值電阻，測(cè)量待測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E和電阻r，如圖(e)所示閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V，利用圖(d)可算得E_V，r_(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)解析：讀數(shù)為10，歐姆擋“1”，故電阻為101 10 .采用外接法的原因是RX10 R，所以電流表應(yīng)外接答案：(1)描繪燈泡的IU圖線所測(cè)數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)ADE3(2016沈陽模擬)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I，利用PUI得到電功率實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V，1.

13、8 W”，電源為12 V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10 .(1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖所示請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置(用筆畫線代替導(dǎo)線)(2)現(xiàn)有10 、20 和50 的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選_的定值電阻(3)測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除_兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖所示請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤絖.解析：(1)從PU2圖象上描出的點(diǎn)可知，小燈泡兩端的電壓從0開始逐漸增大，故滑動(dòng)變阻器采用分壓電路根據(jù)PIU知，通過小燈泡的最大電流I0.6 A，故電流表選00.6 A的量程實(shí)物電路如答案中圖所示(

14、2)由小燈泡規(guī)格可知，小燈泡允許通過的最大電流為0.6 A，故要求接入R1后，電路中的總電流要不小于0.6 A，根據(jù)I得總電阻R 20 ，故R1應(yīng)選10 的定值電阻(3)為了實(shí)驗(yàn)儀器的安全，防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，所以斷開開關(guān)后，先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線(4)從坐標(biāo)紙上所描點(diǎn)可以看出這些點(diǎn)不近似在一條直線上，應(yīng)為曲線，小明作出了一條直線不合適作圖時(shí)應(yīng)使這些點(diǎn)占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙，而小明的橫坐標(biāo)只用了一半，所以小明橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適答案：(1)如圖所示(2)10(3)電池(4) 圖線不應(yīng)畫為直線，橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適4(2015福建卷)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下

15、的電功率大小，實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大請(qǐng)按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接；某次測(cè)量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_ A；該小組描繪的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將_只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為_ W(保留兩位小數(shù))解析：實(shí)物圖如圖所示；由圖知電流表量程為0.6 A，所以讀數(shù)為0.44 A；電源內(nèi)阻為1 ，所以當(dāng)外電路總電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，消耗電功率最大，此時(shí)外電路電壓等

16、于內(nèi)電壓為1.5 V，由圖知當(dāng)小電珠電壓1.5 V時(shí)電流約為0.38 A，此時(shí)電阻約為R3.95 ，并聯(lián)后的總電阻為1 ，所以需要4個(gè)小電珠，小電珠消耗的總功率約為P W2.25 W.答案：見解析圖0.4442.255(2016日照模擬)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”字樣，并提供有以下器材：A電壓表V(05 V，內(nèi)阻約5 k)B電流表A1(050 mA，內(nèi)阻約2 )C電流表A2(0500 mA，內(nèi)阻約1 )D滑動(dòng)變阻器R1(010 )E滑動(dòng)變阻器R2(02 k)F直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻不計(jì))G開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確

17、度和調(diào)節(jié)方便：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，滑動(dòng)變阻器_(填寫器材代號(hào))請(qǐng)?jiān)谙旅娴奶摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(2)由正確實(shí)驗(yàn)操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示在另一實(shí)驗(yàn)中將此小燈泡接入如圖乙所示的電路中，電路中電源電壓U(U3.8 V)恒定，在tt0時(shí)刻閉合開關(guān)S.由電流傳感器記錄的電流隨時(shí)間變化的圖象(it)可能是下圖中的_(填“A”“B”或“C”)圖解析：(1)小燈泡的額定電流是0.3 A，所以電流表應(yīng)該選擇C；本實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇總阻值較小的，選D.(2)滑動(dòng)變阻器用分壓接法，小燈泡電阻很小，電流表應(yīng)該用外接法實(shí)驗(yàn)電路圖見答案圖(3)閉合開關(guān)之后才有電

18、流，小燈泡燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，所以電流會(huì)變小，選項(xiàng)C正確答案：(1)CD如圖所示(2)C6(2016濟(jì)南模擬)發(fā)光二極管在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用，如圖所示是一種發(fā)光二極管的實(shí)物圖，正常使用時(shí)，帶“”號(hào)的一端接高電勢(shì)，帶“”號(hào)的一端接低電勢(shì)，某同學(xué)想描繪它的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)測(cè)得它兩端的電壓U和通過它的電流I，所得數(shù)據(jù)如表所示U/V00.400.801.201.602.002.402.80I/mA00.92.34.36.812.019.030.0(1)實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：A電壓表(量程03 V，內(nèi)阻約10 k)B電壓表(量程015 V，內(nèi)阻約25 k)C電流表(量程050 mA，內(nèi)阻約50 )D電流表(量程00.6 mA，內(nèi)阻約1 )E滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010 ，允許最大電流3 A)F電源(電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì))G開關(guān)，導(dǎo)線若干該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表選用的是_，電流表選用的是_(