1、要点回顾知识点一 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知识点二 实验原理1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 IU 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2电流表外接：因为小电珠的电阻较小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式，使电压能从零开始连续变化3滑动变阻器两种接法的对比：方式内容 限流接法分压接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同负载 R 上电压调节范围RERR0UE0UE分压电路调节范围大负载 R 上电流调节范围ERR0IER0IER分压电路调节范围大闭合 S 前触头位置b 端
2、a 端都是为了保护电路元件4.两种接法的选择：(1)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)(2)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)(3)三种必须用分压接法的情况若限流式不能保证安全，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若 RxR滑，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5两种电路均可
3、使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低知识点三 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、铅笔知识点四 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，按如图所示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
4、中，断开开关 S.4拆除电路，整理仪器知识点五 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知识点六 误差分析1系统误差：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偶然误差：(1)电压表、电流表的读数带来的误差(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差知识点七 注意事项1电路的连接方式：(1)电流表应采用外接法：本实验中被测小电珠的电阻值较小，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
5、式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化(3)闭合开关 S 前，滑动变阻器的滑片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刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏小电珠2图象的画法：(1)建立坐标系时，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理(2)IU 图线在 U1.0 V 左右时将发生明显弯曲，故在 U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差(3)误差较大的点要舍去，IU 图线应是平滑曲线而非折线3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 后马上断开开关思维诊断(1)由于小灯泡的电阻较小，本实验中采用电流表内接法
6、误差更小()(2)滑动变阻器的分压式接法比限流式接法的调节范围更大些()考点一 仪器的选择和电路设计例 1 某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件，如图所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材(代号)规格电流表(A1)量程 050 mA，内阻约为 50 电流表(A2)量程 0200 mA，内阻约为 10 电压表(V1)量程 03 V，内阻约为 10 k电压表(V2)量程 015 V，内阻约为 25 k滑动变阻器(R1)阻值范围 015，允许最大电流 1 A滑动变阻器(R2)阻值范围 01 k，允许最大电流 100
7、 mA直流电源(E)输出电压 6 V，内阻不计电键(S)、导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻器应选用_(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号A2V1R1如解析图所示解析(1)图象中电流 00.14 A，电流表选 A2；电源电压 6 V，但图象只要求电压在 03 V 之间调整，为了测量准确，电压表选 V1；由于绘制图象的需要，要求电压在 03 V 之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了便于调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的 R1.(2)该元件约几十欧，RVR RRA，电压表的分
8、流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；实验数据的采集要求从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法变式训练 1 小明对 2B 铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值(1)图 1 是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图 1 中画出(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B 铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到 UI 图上，如图 2 所示在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“”)表示的(3)请你选择一组数据点，在图 2 上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_.【解析】(1)外接法是电压表与待测电阻并联，再与电流表串联；(2)在电流相同的
9、情况下，外接法比内接法所测得的电压偏小，所以由电流表外接法得到的数据点是用“”表示的；(3)图线的斜率表示电阻，范围取得大一些较好，若用表示的连线：RUI 0.60.51.2；若选用 表示的连线：RUI 0.80.5 1.6.【答案】(1)连线见图甲(2)(3)作图见图乙 用“”连线，R1.2(1.11.3)；用“”连线，R1.6(1.51.7)考点二 实验的改进与创新例 2 硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件某实验小组设计如图甲所示电路，给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点)，探究其在无光照时的反向伏安特性图中电压表 V1 量程选用 3 V，内阻为 6.0
10、 k；电压表 V2 量程选用 15 V，内阻约为 30 k；R0 为保护电阻；直流电源电动势 E 约为 12 V，内阻不计(1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路连线见解析(2)用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关 S，调节变阻器 R，读出电压表 V1、V2 的示数 U1、U2.某次测量时，电压表 V1 示数如图丙，则 U1_V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为_mA.(保留 2 位小数)1.400.23该小组测出大量数据，筛选出下表所示的 9 组 U1、U2 数据，算出相应的硅光电池两端反向电压 Ux 和通过的反向电流 Ix(表中“”表示反向)，并在坐标纸上建立 IxUx 坐标系，
11、标出了与表中前 5 组Ux、Ix 数据对应的 5 个坐标点请你标出余下的 4 个坐标点，并绘出IxUx图线123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.01.02.03.04.05.06.07.08.0Ix/mA0.000.000.010.020.040.070.120.190.29描点绘出 IxUx 图线见解析 由 IxUx 图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix 与Ux呈_(填“线性”或“非线性”)关系非线性解析 V1 选用的是 3 V 量程，则刻度盘的最小分
12、度为 0.1 V，根据电表的读数原则知 U114.00.1 V1.40 V，I1 U1RV10.23 mA.描点与绘图如图所示由于绘出的 IxUx 图象不是直线，即 Ix 与 Ux 成非线性关系变式训练 2 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)(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
13、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10电池(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，如图所示请指出图象中不恰当的地方图线不应画为直线；横坐标的标度不恰当【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 PUL1.83A0.6 A电路总电流 I0.6 A，电路总电阻 REI120.6 20，所以定值电阻只能选择 10.(3)断开开关后，电路中没有电流，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
14、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真题检测1如图为“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.(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)画出与实物电路相应的电路图使它靠近变阻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，直至电压达到额定电压【解析】(1)滑动变阻器分压式连入电路后，滑片的位置应保证待测电路是被短路的，以确保开关闭合时电路的安全，故滑片应移至左端描绘小灯泡的伏安特性曲线应能测
15、出 02.5 V 范围内的多组电压值和对应的电流值，增大实验的精确程度(2)由实物图画电路图，除了注意到电流表外接和滑动变阻器的分压，还要严谨，如导线的连续性等2某同学在探究规格为“6 V、3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中：(1)在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_挡进行测量(填选项前的字母)A直流电压 10 VB直流电流 5 mAC欧姆100 D欧姆1D(2)该同学采用如图所示的电路进行测量图中 R 为滑动变阻器(阻值范围 020，额定电流 1.0 A)，L 为待测小电珠，为电压表(量程6 V，电阻 20 k)，为电流表(量程 0.6 A，内阻 1)，
16、E 为电源(电动势 8 V，内阻不计)，S 为开关在实验过程中，开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应置于最_端(填“左”或“右”)左在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关 S 后，无论如何调节滑片 P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；(图中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“_2_点至_3_点”的导线)该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而_(填“不变”、“增大”或“减小”)15增大【解析】(1)因小电珠正常发光时的电阻 RU2P 363 12，小电珠未接入电路时电阻
17、要比正常发光时小得多(因温度的影响)，故用多用电表测未接入电路的小电珠的电阻，应选 D.(2)在实验时，闭合开关前，应使用电器的电压、电流为最小值，故应使滑片 P 置于最左端若 1 点到 5 点未接好，则电路成为滑动变阻器的限流式电路在 IU 图象中的每一点与 O 点的连线的斜率逐渐减小，即电阻的倒数减小，所以电阻增大3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(请填写“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
18、，结果为_.(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17.5见解析ab(4)下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象，必须在相邻数据点_间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244ab【解析】(1)小电珠(2.5 V,0.6 W)对应电阻为2.520.6 10.4，电阻十几欧，所以选“1 挡
19、”(2)电流表的电阻只有几欧，与电压表几千欧相比，小电珠的电阻算小电阻，所以电流表必须外接，伏安特性曲线要求电压从 0 开始逐渐变大，所以滑动变阻器必须与电源采用分压接法(3)从 a 端开始，电压为零，向 b 端移动，对小电珠所加电压逐渐变大(4)ab 之间电流增加了 0.122 A，其他段电流增加了 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4(2015浙江卷)图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图(1)根据图甲画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流与电压表的示数如图乙中的、所示
20、，电流表量程为 0.6 A，电压表量程为 3 V所示读数为：_、_、_、_.两组数据得到的电阻分别为_和_图见解析0.10 A0.24 A2.00 V0.27 V(8.30.1)(2.70.1)【解析】(1)根据实物图画出电路图如图所示(2)电流表接的是 0.6 A 的量程，电压表接的是 3 V 的量程，因此的读数为 0.02 A50.10 A，的读数为 0.02 A120.24 A，的读数为 0.1 V20.02.00 V，的读数为 0.1 V2.70.27 V.两组数据得到的电阻 R1U1I1 2.000.24 8.3，R2U2I2 0.270.10 2.7.5(2015福建卷)某学习小组
21、探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接图见解析(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A.(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为 3 V、内阻为 1 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W(保留 2 位小数)0.4442.25【解析】(1)要求电流表示数从零开始增大，滑动变阻器应采用分压式连接实物图连接如图所示(2)由题图乙可知，电流表示数为 0.44 A.(3)从图线中计算出小电珠电阻为 4，4 只并联后总电阻接近电源内阻，此时它们的总功率最大四个小电珠并联后，当施加相同电压时其总电流为原来的 4 倍，只需将横轴单位长度所表示的电流值变为 4 倍则该图象即可表示四个小电珠并联后的 UI 图象，连接(0,3.00 V)和(3.0 A,0)两点，则交点就是实际小电珠并联后的电压与电流，PUI2.25 W.
