試驗九描繪小電珠伏安特征曲線01020304備選訓練高考模擬演練試驗基礎梳理

熱點一教材原型試驗

熱點二試驗拓展創新

1/27試驗基礎梳理試驗目標1.描繪小電珠伏安特征曲線．2.分析伏安特征曲線改變規律．試驗原理用電流表測出流過小電珠電流，用電壓表測出小電珠兩端電壓，測出多組(U，I)值，在U－I坐標系中描出各對應點，用一條平滑曲線將這些點連起來．電路設計(1)電流表外接：因為小電珠電阻很小，假如電流表內接，誤差顯著較大．(2)滑動變阻器采取分壓式：使電壓能從零開始連續改變．2/27試驗基礎梳理00.20.40.60.81.01.21.62.02.42.83.23.63.83/27試驗基礎梳理誤差分析1．因為電壓表不是理想電表，內阻并非無窮大，對電路影響會帶來誤差，電流表外接，因為電壓表分流，使測得電流值大于真實值．2．測量時讀數帶來誤差．3．在坐標紙上描點、作圖帶來誤差.4/27試驗基礎梳理

儀器選擇(1)電表選擇：先估算電流或電壓值，在選擇電流表或電壓表時，應使指針到達半偏以上．(2)滑動變阻器選擇：試驗電路若采取限流式接法，普通選取阻值適當大一些滑動變阻器，但不可過大；試驗電路若采取分壓式接法，應選擇阻值小一些滑動變阻器，方便于調整，但要注意其額定電壓和額定電流值．(3)電源選擇：綜合考慮小電珠、電壓表、電流表量程以及滑動變阻器阻值，確保能為試驗提供適當電流或電壓．5/27試驗基礎梳理注意事項1．電流表外接法：本試驗中被測小電珠燈絲電阻值較小，所以測量電路必須采取電流表外接法。2．滑動變阻器應采取分壓式連接本試驗要作出I－U圖象，要求測出一組包含零在內電流、電壓值，故控制電路必須采取分壓接法。3．保護元件安全：為保護元件不被燒毀，開關閉合前變阻器滑片應位于圖中a端。加在小電珠兩端電壓不要超出其額定電壓。

6/27熱點一教材原型試驗

例1有一個小電珠上標有“4V2W”字樣，現在要用伏安法描繪這個電珠I－U圖線。有以下器材供選取：A．電壓表(0～5V，內阻10kΩ)B．電壓表(0～10V，內阻20kΩ)C．電流表(0～0.3A，內阻1Ω)D．電流表(0～0.6A，內阻0.4Ω)E．滑動變阻器(5Ω，1A)F．滑動變阻器(500Ω，0.2A)(1)試驗中電壓表應選取______，電流表應選取______。(用序號字母表示)(2)為使試驗誤差盡可能減小，要求電壓從零開始改變且多取幾組數據，滑動變阻器應選取________。(用序號字母表示)(3)請在虛線框內畫出滿足試驗要求電路圖，并把圖中所表示試驗器材用實線連接成對應實物電路圖。試驗熱點突破轉到解析7/27試驗熱點突破解析(1)因小電珠額定電壓為4V，為確保安全，選取電壓表量程應稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數不準確，故選取0～5V電壓表，故選A；由P＝UI得，小電珠額定電流I＝P/U＝0.5A，故應選擇0～0.6A量程電流表，故選D。(2)由題意可知，電壓從零開始改變，并要求多測幾組數據，故只能采取滑動變阻器分壓接法，而分壓接法中應選總阻值小滑動變阻器，故選E。(3)小電珠內阻R＝U2/P＝8Ω，電壓表內阻遠大于小電珠內阻，應采取電流表外接法，故電路圖和實物連接圖如圖所表示。答案(1)AD(2)E(3)圖看法析轉回原題8/27試驗熱點突破滑動變阻器兩種接法適用條件(1)限流式接法適合測量阻值較小電阻(跟滑動變阻器最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器最大電阻還小)。(2)分壓式接法適合測量阻值較大電阻(普通比滑動變阻器最大電阻要大)。(3)若試驗中要求電壓從零開始調整，則必須采取分壓式接法。

9/27試驗熱點突破變式訓練1

(·全國卷Ⅰ，23)某同學研究小燈泡伏安特征，所使用器材有：小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)；電壓表(量程3V，內阻3kΩ)；電流表(量程0.5A，內阻0.5Ω)；固定電阻R0(阻值1000Ω)；滑動變阻器R(阻值0～9.0Ω)；電源E(電動勢5V，內阻不計)；開關S；導線若干。(1)試驗要求能夠實現在0～3.8V范圍內對小燈泡電壓進行測量，畫出試驗電路原理圖。(2)試驗測得該小燈泡伏安特征曲線如圖

所表示。由試驗曲線可知，伴隨電流增加小燈泡電阻______(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲電阻率________(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)用另一電源E0(電動勢4V，內阻1.00Ω)和題給器材連接成圖b所表示電路，調整滑動變阻器R阻值，能夠改變小燈泡實際功率。閉合開關S，在R改變范圍內，小燈泡最小功率為________W，最大功率為________W。(結果均保留兩位小數)

10/27試驗熱點突破轉到下頁轉回原題11/27試驗熱點突破轉回原題轉到上頁12/27試驗熱點突破熱點二試驗拓展創新13/27試驗熱點突破例2如圖3甲所表示為某同學試驗得到小燈泡燈絲電阻U－I關系曲線圖。(1)在圖乙中畫出試驗電路圖(依據該電路圖可得到U－I關系完整曲線)，可用器材有：電壓傳感器、電流傳感器、滑動變阻器(改變范圍0～50Ω)、電動勢為6V電源(不計內阻)、小燈泡、電鍵、導線若干。(2)假如將該小燈泡分別接入圖4甲、乙兩個不一樣電路，其中甲電路電源為一節干電池，乙電路電源為三節干電池，每節干電池電動勢為1.5V，內電阻為1.5Ω，定值電阻R＝18Ω。則接入________(填“甲”或“乙”)電路時，小燈泡較亮些。甲轉到下頁14/27試驗熱點突破例2(3)在電路乙中，小燈泡消耗電功率為________W。(4)若將電路乙中電阻R替換為另一個完全相同小燈泡，其它條件不變，則此時電源內部發燒功率為________W。

解析因為要畫出U－I關系完整曲線，必須用分壓接法畫出試驗電路圖。分別在小燈泡燈絲電阻U－I關系曲線圖上畫出電源伏安特征曲線，與小燈泡燈絲電阻U－I關系曲線交點即為工作點。轉到上頁轉到下頁0.150.3015/27試驗熱點突破顯然接入圖4甲電路時，燈泡中電流較大，小燈泡較亮些。在電路乙中，小燈泡消耗電功率為P＝UI＝1×0.15W＝0.15W。若將電路乙中電阻R替換為另一個完全相同小燈泡，其它條件不變，可等效為電動勢為2.25V、內阻為2.25Ω電池連接一個燈泡，在小燈泡燈絲電阻U－I關系曲線圖上畫出電源(電動勢2.25V，內阻2.25Ω)伏安特征曲線，與小燈泡燈絲電阻U－I關系曲線交點對應橫坐標值為電源輸出電流I＝0.26A，此時電源內部發燒功率為P＝I2r＝0.262×4.5W≈0.30W。

答案(1)試驗電路圖如圖所表示。(2)甲(3)0.15

(4)0.30轉到上頁16/27變式訓練2[·天津理綜，9(3)]某同學想要描繪標有“3.8V，0.3A”字樣小燈泡L伏安特征曲線，要求測量數據盡可能準確、繪制曲線完整。可供該同學選取器材除開關、導線外，還有：電壓表V1(量程0～3V，內阻等于3kΩ)電壓表V2(量程0～15V，內阻等于15kΩ)電流表A1(量程0～200mA，內阻等于10Ω)電流表A2(量程0～3A，內阻等于0.1Ω)滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流2A)滑動變阻器R2(0～1kΩ，額定電流0.5A)定值電阻R3(阻值等于1Ω)定值電阻R4(阻值等于10Ω)定值電阻R5(阻值等于1kΩ)電源E(E＝6V，內阻不計)(1)請畫出試驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件符號旁。(2)該同學描繪出I－U圖象應是下列圖中________。試驗熱點突破轉到解析17/27試驗熱點突破轉回原題18/27備選訓練采取電流表外接法，滑動變阻器分壓式接法.連線提醒1.先用分壓式接法將滑動變阻器連入電路中.2.再將電流表、滑動變阻器與小燈泡串聯接入電路.電流表量程可由標稱值計算確定.【備選訓練】(·江蘇卷，10)為探究小燈泡電功率P和電壓U關系,小明測量小燈泡電壓U和電流I,利用P＝UI得到電功率.試驗所使用小燈泡規格為“3.0V,1.8W”,電源為12V電池,滑動變阻器最大阻值為10Ω.(1)準備使用實物電路如圖所表示．請將滑動變阻器接入電路正確位置．(用筆畫線代替導線)19/27備選訓練(2)現有10Ω、20Ω和50Ω定值電阻，電路中電阻R1應選________Ω定值電阻．(3)測量結束后，應先斷開開關，拆除________兩端導線，再拆除其它導線，最終整理好器材．10電池審題析疑1、由小燈泡規格可計算知,小燈泡允許經過最大電流為0.6A,故要求接入R1后,電路中總電流要大于0.6A.2、為預防電源短路及誤將電源與其它電路接通，斷開開關后，應先拆除電池兩端導線，再拆除其它導線．依據I＝U/R得,R總＝U/I＝12/0.6Ω＝20Ω,故R1=10Ω20/27備選訓練(4)小明處理數據后將P、U2描點在坐標紙上,并作出了一條直線,如圖所表示.請指出圖象中不恰當地方．1.這些點不近似在一條直線上，應為一條曲線.2.坐標紙空間沒有被充分利用.原因是繪圖時選擇橫坐標標度太小.轉到解析21/27備選訓練解析滾動轉回原題22/27高考模擬演練1．(·浙江理綜，22)圖4是小紅同學在做“描繪小燈泡伏安特征曲線”試驗實物連接圖。(1)依據圖4在虛線框內畫出試驗電路圖；（2）調整滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表示數如圖5中①、②、③、④所表示，電流表量程為0.6A，電壓表量程為3V。所表示讀數為：①

、②

、③

、④

。兩組數據得到電阻分別為

和

。轉到解析23/27高考模擬演練轉回原題24/27高考模擬演練2．某試驗小組同學在學校試驗室中發覺一電學元件，該電學元件上標有“最大電流不超出6mA，最大電壓不超出7V”，同學們想經過試驗描繪出該電學元件伏安特征曲線，他們設計一部分電路如圖7所表示，圖中定值電阻R＝1kΩ，用于限流；電流表量程為10mA，內阻約為5Ω；電壓表(未畫出)量程為10V，內阻約為10kΩ；電源電動勢E為12V，內阻不計。(1)試驗時有兩個滑動變阻器可供選擇：A．阻值0～200Ω，額定電流0.3AB．阻值0～20Ω，額定電流0.5A應選滑動變阻器是________(填“A”或“B”)。正確接線后，測得數據以下表：

12345678910U/V0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40I/mA0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.5025/27(2)由以上數據分析可知，電壓表應并聯在M與________之間(填“O”或“P”)；(3)將電路圖在虛線框中補充完整；(4)從表中數據可知，該電學元件電阻特點是：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析

(1)滑動變阻器A允許最大電壓為0.3×200V＝60V>12V，滑動變阻器B兩端所能加最大電壓為0.5×20V＝10V<12V，為確保安全，滑動變阻器應選A。(2)由表中試驗數據可知，電學元件電阻最小測量值約為R＝6.4V/0.0055A≈1163.6Ω，電流表內阻約為5Ω，電壓表內阻約為10kΩ，相對來說，元件電阻遠大于電流表內阻，電流表應采取內接法，所以電壓