1、实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线注意事项1.电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。2.滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出UI图象，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法。3.保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。误差分析1.由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。2.测量时读数带来误差。3.在坐标纸上描点、作图带来误差。热点一实验原理与实验操作【例1】(2019苏州市调
2、研)为描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：A.小灯泡(额定电压6 V，额定电流600 mA)B.电流表A1(量程00.6 A，内阻约为0.5 )C.电流表A2(量程03 A，内阻约为0.1 )D.电压表V(量程06 V，内阻约为10 k)E.滑动变阻器R1(010 ，2 A)F.滑动变阻器R2(0100 ，1.5 A)G.直流电源E(约6 V)H.开关、导线若干(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(以上均填器材代号)。(2)请用笔画线代替导线，并将图电路连接完整。图1(3)实验电路连接正确，闭合开关，从最左端向右端调节滑动变阻器滑片，记录电流表和电压表相应示数，根据实验数据
3、在坐标系中描点如图2所示，则电路发生的故障是_。图2解析(3)由伏安特性曲线知，电路中有电流和电压存在，说明电路是完好的，但明显没有测出较小的电流和电压值，说明滑动变阻器连成了限流式接法，即电源负极和滑动变阻器左下接线柱间的电路断路。答案(1)A1R1(2)电路图如图所示(3)电源负极和滑动变阻器左下接线柱间的电路断路热点二数据处理与分析【例2】(2019江苏南京、盐城高三第一次模拟)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，甲、乙、丙三位学生用导线按如图3甲所示方式连接好电路，电路中所有元件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合开关后：图3(1)甲学生发现电压表示数为2 V，电流表的示数为零，小灯
4、泡不亮，这是由于导线_断路；(2)乙学生发现电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，这是由于导线_断路；(3)丙学生发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数都不能调为零，这是由于导线_断路；(4)电路检查完备后，用正确的电路测得小灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，如图乙所示。现将它与19 的定值电阻R串联，接在电动势为8 V，内阻为1 的电源上，则小灯泡的实际功率是_W。解析(1)电压表示数为2 V，说明连接电压表的导线正常，电流表示数为零且灯泡不亮，说明电路断开，所以应为d导线断路；(2)电流表有示数且小灯泡亮，说明连接灯泡和电流表、电源的导
5、线正常，电压表示数为零，说明电压表没有接入电路，所以应为h导线断路；(3) 发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数都不能调为零，说明滑动变阻器为限流式接入电路，也即g导线断路；(4)将电源和19 的电阻视为一个新电源，根据EUIr可知，U820I，将路端电压与电流关系画入灯泡随电压变化图象中，如图所示：两线的交点即为灯泡的工作点，由图象可知，U2.0 V，I0.3 A，所以灯泡的实际功率PUI0.6 W。答案(1)d(2)h(3)g(4)0.6(0.50.7都正确)热点三实验的改进与创新以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体
6、现开放性、探究性等特点。1.以实验原理及实验方法为基础，探究小灯泡功率与电压的关系。2.实验对象的变迁3.数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。【例3】某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 k)、电流表(内阻约为1 )、定值电阻等。图4(1)使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“1”欧姆挡测量，示数如图4a所示，读数为_。据此应选择图4中的 _(填“b”或“c”)电路进行实验。(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐_(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y
7、，重复实验。图5(3)图5 a是根据实验数据作出的UI图线，由图可判断元件_(填“X”或“Y”)是非线性元件。(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R21 的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图5 b所示。闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，读数为1.00 V，结合图5 a的数据可算得E_V，r_(结果均保留2位有效数字，视电压表为理想电压表)。解析(1)欧姆表的读数R示数倍率，得R10 ；根据实验电路产生误差的原因知应选用电流表外接，故选择“b”电路进行实验。(2)滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，R左增大，待测电阻两端的电压增大，所以电流表的示数增大。(3)
8、根据伏安特性曲线知，X为线性元件，Y为非线性元件，且RX10 。(4)由闭合电路欧姆定律：S1、S2均闭合，有U1RXS1闭合，S2断开，有U2RX解以上两式得r0.50 ，E3.2 V答案(1)10b(2)增大(3)Y(4)3.2 0.50(2018伍佑中学调研)小明同学想研究一段铅芯的伏安特性曲线，他连接了如图6所示的实验电路。小亮同学认为小明的电路并不完善，他在该电路上增加了一条导线，得到了小明的认同。(1)请你用笔画线在图上加上这条导线；图6(2)对小亮改正后的电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应先置于_(选填“最左端”或“最右端”)。(3)闭合开关后，调节滑动变阻器，测得一组电压表
9、和电流表的示数记录如下表：电流I/A00.080.160.240.320.400.48电压U/V00.631.221.681.972.232.44请根据表中的数据，在图坐标系中作出铅芯的IU图线。(4)由图象可知：随着温度的升高，铅芯的电阻率_(选填“增大”“减小”或“不变”)。解析(1)电路如图(2)改正后的电路是分压电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应先置于最左端。(3)IU图线如图(4)由图象可知：随着温度的升高，图象上各点与原点连线的斜率变大，根据R可知，铅芯的电阻变小，电阻率减小。答案(1)见解析图(图中或中任一条)(2)最左端(3)见解析图(4)减小活页作业(时间：30分钟)1.
10、(201811月浙江选考)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻R，小明设计了如图1甲所示的电路。(1)实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接_(选填“a点”或“b点”)，按此连接测量，测量结果_(选填“小于”“等于”或“大于”)Rx的真实值。(2)根据实验测得的6组数据，在图乙中描点，作出了2条图线。你认为正确的是_(选填“”或“”)，并由图线求出电阻Rx_ 。(保留2位有效数字)图1解析(1)由题中表述知，c先后与a、b试触，电压表变化比较大，故电流表的电阻对电路影响比较大，所以应该使
11、用电流表外接法，即接a点，测量值比真实值偏小。(2)根据电路的接法，当电流为零时电压表示数也为零，故图线过原点，选，由斜率的倒数即为电阻阻值可知，R7.5 。答案(1) a点小于(2)7.50.22.(2018江苏溧水高级中学摸底)小张和小明测绘标有“3.8 V0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：()A.电源E(4 V，内阻约0.4 )B.电压表V(2 V，内阻为2 k)C.电流表A(0.6 A，内阻约0.3 )D.滑动变阻器R(010 )E.三个定值电阻(R1 1 k，R22 k，R35 k)F.开关及导线若干(1)小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，
12、他将电压表进行了改装。在给定的定值电阻中选用_(选填“R1”“R2”或“R3”)与电压表_(选填 “串联”或“并联”)，完成改装。(2)小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图2所示(图中电压表已经过改装)。闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是：_；_。图2(3)正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零。由此可以推断电路中发生的故障可能是导线_(选填图中表示导线的序号)出现了_(选填“短路”或“断路”)。解析(1)电压表的量程为2 V，内阻为2 k，故选用阻值是2 k的R2与电压表串联后可达到实验的要求。(2)因电压表的内
13、阻远大于灯泡的内阻，故电流表应该外接；因采用分压电路，故滑动变阻器滑动端应该在最左端。故电路中存在两处不恰当的地方，分别是：安培表内接，滑片在最右端。(3)出现此故障可能是导线8断路引起的。答案(1)R2串联(2)安培表内接滑片在最右端(3)8断路3.(2018宜兴市下学期初考)某学习小组欲探究小灯泡(“3 V1.5 W”) 的伏安特性，可提供的实验器材如下：A.电池组：电动势约4.5 V，内阻可不计B.双量程的电压表：V1：量程为03 V，内阻约为3 k；V2：量程为015 V，内阻约为15 kC.双量程的电流表：A1：量程为00.6 A，内阻约为1 ；A2：量程为03 A，内阻约为0.1
14、D.滑动变阻器R：阻值范围010 、允许通过最大电流为2 AE.开关S，导线若干在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题：(1)根据以上器材，用笔画线代替导线将图3中实物图连接成完整电路。图3(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑动片应移到_端(选填“A”或“B”)。(3)调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表，请在图4所示的坐标纸上画出小灯泡的UI图线。组数1234567U/V00.280.580.921.502.003.00I/A00.10.200.300.400.450.49图4(4)根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为_(结果保留2位有效数字)。解析(1)为提高测量精度，应选用V1和A1
15、；本实验应采用滑动变阻器分压式接法，同时由于灯泡内阻较小，故采用电流表外接法以减小误差，故连接如图所示。(2)为了让电压值从零开始调节，由图可知测量电路与滑动变阻器的左侧并联，故开始时滑片应滑到A端。(3)根据描点法可得出对应的伏安特性曲线如图所示。(4)作出过原点的切线，如图所示，常温下的电阻即图线过原点的切线的斜率，则R 2.5 (2.4 2.6 均可)。答案见解析4.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 V，1.8 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
16、5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)图5(2)现有10 、20 和50 的定值电阻，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6所示。请指出图象中不恰当的地方。图6解析(1)测量小灯泡的电功率与电压的关系时，小灯泡两端电压从零开始变化，所以滑动变阻器应接成分压电路。(2)小灯泡正常工作时两端电压是3 V，电流IL A0.6 A，电路总电流I0.6 A，电路总电阻R 20 ，所以定值电阻只能选择10 。(3)断开开关后，电路中没
17、有电流，但电池的两根导线相碰可能会引起电池短路，所以应该先拆除电池两端的导线。(4)描点作图应该根据点的分布用平滑的曲线连接；画的图线应该尽量占满坐标纸。答案(1)如解析图所示(2)10(3)电池(4)图线画为直线；横坐标的标度不恰当。5.(2018南通模拟)为描绘一只标有“2.5 V0.75 W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供了如下实验器材：电压表V(量程为03 V，内阻约5 k)电流表A1(量程为00.6 A，内阻约1 )电流表A2(量程为03 A，内阻约10 )滑动变阻器R1(010 )滑动变阻器R2(0100 )干电池两节，开关S及导线若干图7(1)为了使测量的准确度较高，调节
18、方便，实验中应选用电流表_，滑动变阻器_；(2)在图7甲所示虚线内画出实验电路图；(3)连接电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是_；(4)排除故障后，正确操作得到多组U、I数据，利用Excel软件描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，设小灯泡正常发光的电阻为RA，小灯泡发光较暗时的电阻为RB，根据图象可以判断RA_(选填“大于”“等于”或“小于”)RB。解析(1)灯泡额定电流为0.3 A，但如果采用3 A量程误差过大，因此只能采用0.6 A量程的A1，本实验中采用滑动变阻器分压接法，因此应采用总阻值较小的滑动变阻器R1。(2
19、)本实验中应采用滑动变阻器分压接法，同时电流表应采用外接法，如图所示。(3)闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路断路。电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，则电路故障的原因可能是灯泡断路。(4)IU图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则由题图乙可知，正常发光时的斜率较小，故说明正常发光时的电阻大于较暗时的电阻。答案(1)A1R1(2)见解析图(3)小灯泡断路(4)大于6.(2016江苏单科，10)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系，已知该金属电阻在常温下的阻值约10 ，R随t的升高而增大，实验电路如图8所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。图8实验时闭合S
20、，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，和电流表的相应示数I1，I2，。然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，。(1)有以下两电流表，实验电路中应选用_。A.量程0100 mA，内阻约2 B.量程00.6 A，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 调节至10.0 ，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是_。将旋钮a由“0”旋转至“1”将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表温度t()20.040.060.080.0100.0阻值R()9.610.411.112.112.8请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出Rt图线。由图线求得R随t的变化关系为R_。解析(1)电路中的最大电流约I100 mA，故电流表应选用A。(2)调节电阻箱时按照先调大再调小的原则，旋转各旋钮的正确操作顺序是。(3)Rt图象如图所示由Rt图象知，R0.04t8.8()。答案(1)A(2)(3)见解析图0.04t8.8
