实验一测小灯泡伏安特性曲线
实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线
一、实验原理
根据伏安法测电阻，测出多组U-I 值，然后做出U-I 图像。线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，图像的斜率是线性元件的电阻；非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线。
二、实验的考察层次
层次1：
仪器的读数（电压表和电流表的读数）
层次2：
实验电路图。滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法。
层次3：
仪器的选择：滑动变阻器选小电阻。
层次4：数据处理。设计坐标，做U-I 图像，或者I-U 图像，计算电阻。
层次5：电表量程不够时需要改装电表（改装电压表所需的电阻与电压表内阻几乎相当，改装电流表所需的电阻与电流表内阻几乎相当）【2016 天津与2012 四川相似度很高】
三、高考题呈现的特点
1.主要考察了电路图的分压接法电路图及实物图的连接。
2.仪器的选择问题，滑动变阻器的选择【电压表根据小灯泡的额定电压选择，电流表根据小灯泡的额定电流选择，滑动变阻器选小电阻】
3.内外接法的误差分析
4.根据测出的数据做U-I图像(注意图像都是曲线)
【典型立体剖析】
考点1:实验原理和仪器选择
★★［例1］在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：
A .小灯泡：规格为“ 3.8 V 0.3 A”
B .电流表：量程 0?0.6 A，内阻约为0.5 Q
C.电流表：量程 0?3 A，内阻约为0.1 Q
D .电压表：量程0?5V，内阻约为5 k Q
E.滑动变阻器：阻值范围0?10 Q额定电流2 A
F.电池组：电动势 6 V，内阻约为1 Q
G.开关一只，导线若干
(1)为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进
行调节，因此电流表应选 _________ .(填器材前选项)
(2)根据你选用的实验电路，将如图所示的器材连成实物电路.
答案 (1)B (2)见解读图
解读(1)因小灯泡的额定电流为0.3 A，为减小读数误差，应让指针偏角大一些，故电流
表选B.
(2)由电流表外接和滑动变阻器采用分压式接法知，电路图如图甲所示，由电路图连接的实物电路如
图乙所示.
★★［例2］有一个小灯泡标有“ 4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I —
U图线?现有下列器材供选择：
A .电压表（0?5 V，内阻10 k Q）
B .电压表（0?15 V，内阻20 k Q）
C.电流表（0?3 A,内阻1 Q）
D .电流表（0?0.6 A，内阻0.4 Q）
E.滑动变阻器（10 , 2 A）
F.滑动变阻器（500 , 1 A）
G.学生电源（直流6 V）、开关、导线若干
（1）实验时，选用图中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：
r?n
（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
（3）把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图.
解读 因实验目的是要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 采用如图甲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.因小灯泡额定电压为 4 V ，则电压表选0?5 V 的A 而舍弃0?15 V 的B,小灯泡的额
答案（1）描绘小灯泡的I — U 图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据
（2）A D E
（3）如下图所示.
考点2：数据处理及误差分析
★★★【例
3】图中所示器材为某同学测绘额定电压为 2.5V 的小灯泡的I-U 特性曲线的
实验器材.
定电流1= 0.5 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内阻
节不方便，故舍去 ?小灯泡内阻为电流表内阻的 04=20倍，电压表内阻是小灯泡的
10X 10
3
8 =1 250倍，故电流表采用了外接法
. 图图2
(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图 1中的实验电路图连接完整.
(2) _____________________________________________________ 开关S闭合之前，图1中滑动变阻器的滑片应该置于______________________________________ 端?(选填“ A端”、“B 端”或“ AB中间”)
(3 )实验中测得有关数据如下表:
根据表中的实验数据，在图2中画出小灯泡的I-U特性曲线.
【说 1.实验原理图2.数据描点，画图
★★【例4】用如图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验?小灯泡标有
“6 V 3 W”的字样，铅蓄电池的电动势为8 V，滑动变阻器有两种规格：R i标有“ 5 Q 2 A”，R2标有“ 100 Q 20 mA ” ?各电表的量程如图甲所示?测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据.
甲