1、选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的(1)描绘小电珠的伏安特性曲线。(2)分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）三、实验器材小电珠(3.8 V，0.3 A)或(2.5 V，0.6 A)一个、电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔
2、。四、滑动变阻器的限流接法和分压接法选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）1两种接法比较选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围很大，限流式接法较节能。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）2两种接法的选择(2)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）如果Rx很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较
3、大。Rx很大时，分压式接法中Rx几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节。若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流
4、式接法电路简单、耗能低。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）五、实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图中的原理图连接好实验电路。(2)把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S。(3)移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）(4)拆除电路，整理仪器。六、数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点。(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占
5、据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线。U(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）七、注意事项(1)电路的连接方式：电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V，0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关
6、刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）(3)IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。(4)当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关。(5)误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线。八、误差分析(1)由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。(2)电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数。(3)在坐标纸上描点、作图带来操作误差。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【例1】如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物
7、电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V。(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_。断开开关根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。【自主解答】_选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【解析】(1)开关闭合前应使小灯泡两端的电压为0，所以应使滑动变阻器的滑片滑至最左端。实验中要测出多组小灯泡两端的电压和电流值，因此闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，电压表的读数不应超过2.
8、5 V。(2)根据实物图画出电路图如图：【答案】(1)使滑动变阻器的滑片滑至最左端增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，直至电压表示数达到小灯泡的额定电压(2)电路图见解析选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【例2】在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5 V，0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_倍率的电阻挡(请选填“1”“10”或“100”)；调零后，将表笔 分 别 与 小 电 珠 的 两 极 连 接，示 数 如 图 甲，结 果 为_。选修31 第七章 直流电路高考总
9、复习 物理（JK）选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线。(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于_端，为使小电珠亮度增加，P应由中点向_端滑动。(4)如表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点_间多测几组数据(请选填“ab”“bc”“cd”“de”或“ef”)。数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【解析】(1)因为小电珠的电
10、阻比较小，故应该选“1”倍率，由题图读得电阻为7.5。(2)因为小电珠的电阻比较小，故伏安法测量时应该用电流表外接法，测量的电压应该从零开始，故滑动变阻器要用分压式接法，实物连接如图所示。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）(3)开关闭合前滑片P应置于a端，为了使小电珠亮度增加，应使滑片从中点向b端滑动。(4)ab之间电流增加了0.122 A，其他段电流依次增加了0.03 A左右，所以需要在ab之间将电流分为0.030 A、0.060 A、0.090 A，分别测出相应的电压值。【答案】(1)17.5(2)见解析(3)ab(4)ab选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）
11、1为探究小电珠L的伏安特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小电珠中的电流由零开始逐渐增大，直到小电珠正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U I图像应是图中的()【答案】C选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）2如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路，以下分析正确的是()A此接法的测量值大于真实值B此接法的测量值小于真实值C此接法要求待测电阻值小于电流表内阻D开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端【答案】AD选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）3(2013台州中学检测)某同学测绘标有“4.8 V，0.3 A”小灯泡的电功率随电压变化的
12、图像，要使小灯泡两端电压从0至4.8 V连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有()A电流表：量程00.6 A，内阻约为1 B电流表：量程03 A，内阻约为0.2 C电压表：量程06 V，内阻约为2 kD电压表：量程015 V，内阻约为4.5 kE滑动变阻器：阻值范围020，额定电流2 AF滑动变阻器：阻值范围02 k，额定电流0.5 AG电池组：电动势6 V，内阻约为1 选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）(1)选用的器材代号为_；(2)画出实验电路图；(3)如果根据实验测量的数据描出P U图线如图所示，则小灯泡在1.5 V电压下的电阻值为R_。选
13、修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【解析】(1)根据小灯泡的额定电压为4.8 V，额定电流为0.3 A，电压表选择C，电流表选择A。由于使小灯泡两端电压由0至4.8 V连续变化，应采用分压电路，滑动变阻器阻值不宜太大，应选E；【答案】(1)ACEG(2)见解析(3)2.25选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）4小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现像，通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压)：(1)在方框内画出实验电路图。可用的器材有：电压表(2.5 V、2 k)，电流表(0.6 A、0.5)，滑动变阻器(阻值范围010)，电源(3
14、 V、0.1)，小灯泡，开关，导线若干。I(A)0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50U(V)0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）(2)在坐标图中画出小灯泡的UI图像。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【解析】(1)为了让电流和电压的取值范围更广，滑动变阻器应该采用分压接法，小灯泡电阻较小，电流表应该用外接法。(2)根据表格中的数据描点，用平滑的曲线连接各点。【答案】(1)如图甲(2)如图乙选修31 第七章
15、直流电路高考总复习 物理（JK）5(2013天津理综)要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作。已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V，内阻约1)；电流表(量程为0250 mA，内阻约5)；电压表(量程为03 V，内阻约3 k)；电键一个、导线若干。实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填字母代号)。A滑动变阻器(最大阻值20，额定电流1 A)B滑动变阻器(最大阻值1 750，额定电流0.3 A)选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)。实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示
16、。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_W。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【答案】AB0.1 W选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）6(2013江苏单科)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用PUI得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V1.8 W”，电源为12 V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10。(1)准备使用的实物电路如图所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。(用笔画线代替导线)选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）(2)现有10、20 和50 的定值电
17、阻，电路中的电阻R1应选_的定值电阻。(3)测量结束后，应先断开开关，拆除_两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图所示。请指出图像中不恰当的地方。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【解析】(1)探究P和U的关系应较大范围测量U，滑动变阻器需要应用分压式接法。所以连接如答案图。(2)R1为电路保护电阻，10 阻值能保证安全，正常完成实验，20 和50 的阻值太大，不能保证在较大范围内调节灯泡两端的电压，所以选10 电阻。(3)根据实验的安全性原则，应先拆除电源再进行其他拆除操作。(4)应用平滑曲线连接所描绘
18、的点，不应画为直线。根据作出的图应尽量占满坐标的原则，横轴坐标的标度不恰当。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【答案】(1)如图所示(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线；横坐标的标度不恰当。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）7某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6 A，内阻r20.2；电压表V，量程3 V，内阻rV9 k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3 k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6 V，内阻
19、不计；开关S及导线若干。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为_。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）乙同学又设计了如图2所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_V。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）选修31 第七章 直流电路高考总复习 物理（JK）【答案】54见解析图
