1、第4讲 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线1一只小灯泡，标有“3 V,1.5 W”的字样现要描绘小灯泡03 V的伏安特性曲线实验器材有：A最大阻值为10 的滑动变阻器B电动势为6 V、内阻约为1.0 的电源C量程为0.6 A、内阻约为1.0 的电流表A1D量程为3 A、内阻约为0.1 的电流表A2E量程为3 V、内阻约为6 k的电压表V1F量程为15 V、内阻约为10 k的电压表V2G开关、导线若干(1)电压表应选用_；电流表应选用_(将选项代号的字母填在横线上)(2)在该实验中，设计了如图1所示的四个电路为了减小误差，应选取的电路是_(将选项代号的字母填在横线上)图1(3)以下是该实验的操作步
2、骤：A将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路；B调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大；C闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数(U1，I1)，移动滑动变阻器的滑片，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组数据；D按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改解析(1)因为小灯泡的额定电压为3 V，故电压表选E；小灯泡的额定电流I A0.5 A，故电流表选C.(2)小灯泡在额定电压下的电阻R6 ，由于，故电流表外接描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的
3、分压式接法，选C.答案(1)EC(2)C(3)步骤B不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零；步骤D有错，应为按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来2有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线，现有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻10 k)B电压表(015 V，内阻20 k)C电流表(03 A，内阻0.4 )D电流表(00.6 A，内阻1 )E滑动变阻器(最大阻值为10 ，允许最大电流为2 A)F滑动变阻器(最大阻值为500 ，允许最大电流为1 A)G学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图2甲
4、而不选用图乙所示的电路图来完成实验，其理由是：_.(2)实验中所用电压表应选用_，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)图2解析(1)因实验目的是描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用甲图所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据(2)因小灯泡额定电压为4 V,015 V的量程太大，读数误差大，所以电压表选05 V的A；小灯泡的额定电流I0.5 A，则电流表只能选D；滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡电阻8 ，调节不方便，故应选滑动变阻器E；又因RVRAR，所以电流表应外接答案(1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几
5、组数据(2)ADE3图3为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.图3(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；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解析(1)滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)与实物电路相应的电路图如图所示答案(1)使它靠近滑动变阻
6、器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压(2)如解析图所示4物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 ，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U V1.22 V他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的UI图线，进而分析灯泡的额定电压A电压表V(量程3 V，内阻约3 k)B电流表A1(量程150 mA，内阻约2 )C电流表A2(量程500 mA，内
7、阻约0.6 )D滑动变阻器R1(020 )E滑动变阻器R2(0100 )F电源E(电动势4.0 V，内阻不计)G开关S和导线若干H待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择_(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择_(填“R1”或“R2”)(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/m
8、A80155195227255279310请你根据实验数据在图4中作出灯泡的UI图线图4(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为_V；这一结果大于1.23 V，其原因是_解析(1)根据PI2R，估算灯泡的电流大约是600 mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的UI图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；(2)如图所示(3)由PUI0.75 W，再结合图象可知U额2.5 V；大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻答案(1)电路原理图如图所示A2R1(2)见解析图(3)2.5(2.42.6)灯泡冷态电阻小于
9、正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)5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 V,0.7 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，内阻不计；开关S及导线若干 甲同学设计了如图5(1)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(2)所示，此时L的电阻为_.图5乙同学又设计了如图10a所示的电路来进行测量，电压表指
10、针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_V.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6b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图6解析电压表的示数U2.30 V，所以灯泡的电阻RL 5 .由题图知电压表V与R2串联，根据串联分压，当电压表V的示数为3 V时，R2两端的电压U2R23 V1 V，所以灯泡两端的电压UUVU2(31)V4 V.要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为4.0 V，电流表的量程为0.7 A，因此将电压表V与标准电阻R2串联改装为量程为4.0 V的电压表，将电流表A2与标准电阻R1，并联改装量程为0.6 A A0.72 A的电流表故虚线框内实验电路如下图所示答案54如解析图所示