1、第 5 讲 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线基 础知 识 回 顾 明确实验目的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循图实验导学答案 非线性 线性 滑动变阻器 电流表 电压表 直流电源 坐标纸 外接法 内接法 较小 ERxRRxE 较大 0E 电压需从零调节 由于灯丝在开始灼热之前温度变化是显著的，即电阻变化是显著的，所以在那个范围内应多取几组电流和电压的读数通常可间隔 0.1 V 或 0.2 V 取一组数据将各电压表的示数 U 及相应的电流表的示数 I 值记录到表格内，数据要尽量多一些考 点互 动 探 究 考点一 实验原理及故障分析(2015广东茂名一模)现要用伏安法描绘一
2、只标值为“2.5 V,0.6 W”小灯泡的 IU 图线，有下列器材供选用：A电压表(03 V，内阻 3 k；015 V，内阻 10 k)B电流表(00.6 A，内阻 0.5；03 A，内阻 0.1)C滑动变阻器(10，2 A)D滑动变阻器(100，1.0 A)E蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)(1)为了减小测量误差，图甲中的 S1 应接_(填“M”或“N”)，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(2)根据你选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图(3)开关 S 闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于_端(选填“A”、“B”或“AB 正中间”)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片
3、，电压表示数变化明显，但电流表示数始终很小接近 0，则电路故障为_尝试解答(1)灯泡正常发光的电阻 RU2P 10.4，由于 R2RARV，所以测量小电阻，电流表选择外接法，图甲中的 S1 应接 M.观察甲图的实验电路，滑动变阻器为分压式，所以滑动变阻器选择阻值较小的 C.(2)实物连接注意滑动变阻器分压式接入，下端两个接线柱与电源接通，上端接线柱接被测电阻，根据灯泡额定电压和额定电流，电压表选择 03 V 量程，电流表选择 00.6 A量程(3)开关闭合前，小灯泡的电压要从 0 开始调节，一开始电流应该最小，即灯泡被短路，滑片应该置于 A 端闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明
4、显，说明电压表和电源的电路连接是通路，电流表示数等于 0，说明电流的那一段出现了断路，而电压表并联的用电器是小灯泡，所以小灯泡断路答案(1)M C(2)实物连接如图所示(3)A 小灯泡断路保护电阻的计算问题电阻 R1 接在供电电路中，对电路起到保护作用，当滑动变阻器阻值最大时，保护测量电路中用电器及电表不被烧坏跟踪训练1(2015西安八十三中二模)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
5、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.解析(1)探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，测量小灯泡的电压 U 和电流 I 应从零开始，采用分压电路(2)根据热功率 PU2R 得小灯泡的电阻为 5，与 10 的滑动变阻器并联后最大阻值为 3.33，只有串联 10 的定值电阻，才能满足小灯泡电压 3 伏的要求(3)先拆电池两端的导线，再拆除其他导线，这样最安全答案(1)(2)10(3)电池2(2015南通一调)小张和小明
6、测绘标有“3.8 V 0.4 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(R11 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，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
7、处不恰当的地方，分别是：_；_.(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)电压表量程过小，要改装大量程，需要串联定值电阻，根据电压表满偏电流 Ig2 V2000 0.001 A，改装后的量程 UIg(2000 R)，由于小灯泡的额定电压只有 3.8 V，所以选择定值电阻 R2 与电压表串联，改装后量程为 4 V，满足需要又不太大(2)小灯泡正常发光的电阻 RUI 3.80.4 9.5，R2RxRA，所以电流表应用外接法；由于电流表从
8、零调，所以变阻器应采用分压式接法，连线图如图所示：(3)画出的 IU 图象如图所示：(4)根据闭合电路欧姆定律应有 IERxR，由 IU 图象可读出 I15 mA 时对应的电压 Ux2.2 V，可求出 Rx146.7，则与之串联电阻上分得电压 U0.8 V，由 RUT，可得 R53 答案(1)A C(2)如图(3)如图(4)53(1)应根据电路中的最大电压与最大电流来选择电压表与电流表的量程；(2)当实验要求电流从零调或当变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法；(3)当待测电阻满足RVRxRxRA时，电流表应用外接法，满足RVRxRxRA时，电流表应用内接法1.描点作图时应注意
9、的问题(1)根据数据描出的点，若不是在一条直线上，则应用平滑的曲线进行连接，不能用直线或折线连接(2)画出的图线分布范围尽量不要太靠近坐标轴一侧，通过修改两坐标的标度值即可2处理数据的方法和能力(1)观察和分析表格中的数据；(2)利用表格中的数据在坐标图纸上描点；(3)用平滑的曲线连结描出的点；(4)根据描绘的图线分析小灯泡的工作状态1(2015天水一中第三次段考)某同学用图 1 所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化的图象除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表：A1(量程 100 mA，内阻约 2)；A2(量程 0.6 A，内阻约 0.
10、3)；电压表：V1(量程 5 V，内阻约 5 k)；V2(量程 15 V，内阻约 15)；电源：E1(电动势为 1.5 V，内阻为 0.2)；E2(电动势为4 V，内阻约为 0.04)滑动变阻器：R1(最大阻值约为 100)；R2(最大阻值约为10)，电键 S，导线若干(1)为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_，电源_(填器材的符号)(2)根据实验数据，计算并描绘出 RU 的图象如图 2 所示由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_，当所加电压为 3.00 V 时，灯丝电阻为_，灯泡实际消耗的电功率为_ W.解析(1)因小灯泡额定电流为 0.3 A，额定电压为
11、 3.8 V，故电流表应选 A2，电压表应选 V1，又因测伏安特性曲线要求电压与电流调节范围大，故变阻器需用分压式接法，应选阻值小的变阻器，故变阻器应选 R2，显然电源应选 E2.(2)根据实验数据，计算并描绘出 RU 的图象如图所示由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 1.5；当所加电压为 3.00 V 时，灯丝电阻为 11.5，灯泡实际消耗的电功率为 PU2R 0.78 W.答案(1)A2 V1 R2 E2(2)1.5 11.5 0.782(2015广州増城凤凰城中学三模)某同学准备通过实验描绘额定电压 3.0 V、额定功率约 0.9 W 的小灯泡的 IU 特性曲线实验室可供选用的器材
12、如下：A电源 E1(电动势 3 V，内阻很小，允许输出的最大电流 200 mA)B电源 E2(电动势 4.5 V，内阻很小，允许输出的最大电流 600 mA)C电压表 V(15 V，内阻约 5 k)D电流表 A1(0.6 A，内阻约 6)E电流表 A2(0.2 A，内阻为 20)F滑动变阻器 R1(最大阻值 20，额定电流 2 A)G滑动变阻器 R2(最大阻值 5 k，额定电流 1 A)H电键 SI导线若干图丙(1)请你在图丙虚线框内画出实验电路图，并在电路图上标出所用元件对应的符号(如“V”、“A1”、“A2”、“R1”、“R2”、“E1”、“E2”等)要求：测量结果尽可能准确且操作方便(2
13、)实验小组的同学依据上述实验，绘制出了小灯泡的 IU 特性曲线，如图甲所示现将三个这样规格的小灯泡接在电动势为 3.0 V、内阻不计的电源上，连接方式如图乙所示当开关闭合后，下列哪些判断不正确_A图乙所示的电路中灯泡 L1 的电阻为 10 B通过灯泡 L1 的电流为通过灯泡 L2 电流的 2 倍C灯泡 L1 消耗的电功率为 0.90 WD灯泡 L2 消耗的电功率为 0.45 W.解析(1)实验中电压和电流需从 0 开始测起，所以滑动变阻器需采用分压式接法灯泡内阻较小，电流表采取外接法误差较小电源选 E2，滑动变阻器分压接法，选 R1；电流表选 A1；将 A2 作为电压表使用并与灯泡并联电路图如下：(2)A.由欧姆定律得图乙所示的电路中灯泡 L1的电阻为R 30.310，故 A 正确；B.灯泡 L2、L3 串联，电压 U2U31.5 V，由图读出其电流 I2I30.20 A，则 I11.5I2，故 B错误；C.灯泡 L1 消耗的电功率 P1U1I10.90 W，故 C 正确；D.灯泡 L2 消耗的电功率 P2U2I20.30 W，故 D 错误；本题选不正确的，故选：BD.答案(1)如图所示(2)BD请做：随堂训练
