描绘小电珠的伏安特性曲线
高中物理实验：描绘小电珠的伏安特性曲线
审题析疑
1、由小灯泡规格可计算知,小灯泡允许通过的最大电流为0.6 A,故要 求接入R1后,电路中的总电流要不小于0.6 A. 2、为防止电源短路及误将电源与其他电路接通，断开开关后，应 先拆除电池两端的导线，再拆除其他导线．
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实验探究： 描绘小电珠的伏安特性曲线
1.基础知识
2.典例剖析
3.创新实验
4.备选训练 5.高考模拟演练
实验课
1.基础知识
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． 实验原理 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U－I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． 电路设计 (1)电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果 电流表内接，误差明显较大． (2)滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始 连续变化．
在正常工作时的电阻为 10 Ω，此时灯泡的功率为 0.784 W。
（3）若将此灯泡与电动势为6 V、内阻不计的电源连接，要使灯泡正常发光，
需串联一个阻值为
1Ω1的.4 电阻。
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2.典例剖析 热点一 仪器选择和电路设计 【例1】 [2016·天津理综，9(3)]某同学想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线 完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有： 电 电 电 电 滑 滑 定 定 定 电压压流流动动值值值源表表表表变变电电电E(E阻 阻 阻 阻 阻VVAA＝1212器 器RRR((((量 量 量 量6345(((RR阻 阻 阻V程 程 程 程12((，00值值值0000～ ～～ ～ ～ ～内等等等113123阻于于于050kAV0不ΩΩV111，，m0，，，计Ωk内内AΩΩ额)额内)，))阻阻定定阻内等等电电等阻于于流流于等0320.11k于.5A5ΩΩk1)A))Ω0))Ω) (1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。 (2)该同学描绘出的I－U图象应是下图中的________。
第5课时 实验二描绘小电珠的伏安特性曲线
(1)甲同学设计了如图(甲)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(乙)所示,此 时 L 的电阻为 Ω.
(2)乙同学又设计了如图(丙)所示的电路来进行测量,电 压表指针指在最大刻度时,加在 L 上的电压值是 V.
(3)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(丁)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.
U/V I/A 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6
U/V I/A
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6Biblioteka 3.84.拆除电路,整理仪器.
五、数据处理(画出伏安特性曲线)
1.在坐标纸上以 U 为横轴,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结起来,就得到小 电珠的伏安特性曲线.
六、误差分析
1.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.电流表、电压表的读数带来误差,要严格按照 读数规则读数. 3.在坐标纸上描点,作图带来误差.
七、注意事项
1.电路的连接方式 (1)电流表应采用外接法.因为小电珠“3.8 V 0.3 A” 的电阻较小,与 0～0.6 A 的电流表串联时,电流表的分 压影响很大. (2)滑动变阻器应采用分压式接法,目的是为了使小电珠 两端的电压能从 0 开始连续变化. 2.闭合开关 S 前,滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得 电压为 0 的一端,从而使开关闭合时小电珠电压能从 0 开 始变化,同时,也为了防止开关刚闭合时小电珠因两端电 压过大而烧坏灯丝.
实验 描绘小电珠的伏安特性曲线
实验：描绘小电珠的伏安特性曲线1.实验目的(1)描绘小电珠的伏安特性曲线； (2)分析曲线的变化规律并得出结论. 2.实验原理在小电珠由暗变亮的过程中，温度发生了很大的变化，而导体的电阻会随温度的变化而增大，故在两端电压由小变大的过程中，描绘出的U-I 图象不再是一条直线.读出若干组小电珠两端的电压U 和电流I ，然后在坐标纸上以U 为纵轴，以I 为横轴画出U-I 曲线. 3.实验器材小电珠、4-6V 学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干. 4.实验步骤(1)适当选择电流表、电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路.(2)滑动变阻器采用分压接法.把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A 端，电路经检查无误后，闭合开关S.(3)改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数I 和U ，记入记录表格内，断开开关S.(4)在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I ，横轴表示电压U ，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线.(5)拆去实验线路，整理好实验器材. 5.注意事项(1)因本实验要作出I -U 图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法； (2)本实验中，因被测小电珠电阻较小，因此实验电路必须采用电流表的外接法； (3)开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小电珠的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值(如0.5V)时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小电珠的额定电压； (4)开关闭合前变阻器滑片移到图中的A 端； (5)在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸.连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线. 主题(1)实验电路和实验仪器的选择例题1：现要测定一个额定电压4V 、额定功率1.6W 的小灯泡的伏安特性曲线.要求所测电压范围为0.1V ～4V .现有器材：直流电源E (电动势4.5V ，内阻不计) 电压表(量程4.5V ，内阻约为4×104Ω) 电流表A1(量程250mA ，内阻约为2Ω) 电流表A2(量程500mA ，内阻约为1Ω) 滑动变阻器R (最大阻值约为30Ω) 电键S ，导线若干.如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 ，图1甲、乙中两个电路应该选用的是 .变式1：某同学用图2所示电路，测绘标有“3.8V ,0.3A”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100mA ，内阻约2Ω) A2(量程0.6A ，内阻约0.3Ω)； 电压表：V1(量程5V ，内阻约5k Ω) V2(量程15V ，内阻约15k Ω) 滑动变阻器：R 1(阻值范围0～10Ω) R 2(阻值范围0～2k Ω)电源：E 1(电动势为1.5V ，内阻约为0.2Ω)；E 2(电动势为4V ，内阻约为0.04Ω)； 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) 主题(2)实物连接和数据处理例题2：小电珠灯丝的电阻会随温度的升高而增大，某同学为研究这一现象，利用下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0～10Ω)、电源、小电珠、开关、导线若干来设计实验，并通过实验得到如下数据(I 和U 分别表示小电珠上的电流和电压).(1)请在下面的画出实验电路图(2)在图3中画出小电珠的I —U 图线变式2：用如图8-4-4所示的器材做“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验.小灯泡标有“6V ，3W”的字样.蓄电池电动势为8V ，滑动变阻器有两种规格：R 1标有“5Ω，2A”，R 2标有“100Ω，20mA”.各电表的量程如图所示.测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据. (1)滑动变阻器应选用 .(2)用笔画线代替导线，把图4中的实物连成实验电路.(3)测量时电压表示数如图5(a)所示，则U = .(4)某同学根据实验测量得到的数据，作出了如图5(b)所示的I -U 图象.分析图象不是直线的原因： 。
实验 描绘小电珠的伏安特性曲线_课件
高中物理一轮复习
电路
实验：描绘小电珠的伏安特性曲线
人教版
特级教师优秀课件精选
思维导图
高考考纲
复习标
掌握伏安特性曲线的描绘方法 ； 理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是一条直线 。
知识梳理
实验目的
①测多组小电珠的 U、I 的值，并绘出 I－U 图象 ； ②理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线 。
知识梳理
实验步骤 (1)连接电路 。根据小灯泡标的额定值，确定电流表、电 压表的量_程____，按图所示的电路图连好实物 图。(注意开关应__断__开__，滑动变阻器与灯 泡并联部分电阻零为___) (2)测量与记录 闭合开关 S，移动滑动变阻器触头位置，测
出12组左右不同的电压值 U 和电流值 I，并
知识梳理
实验原理
由于通过小灯泡的电流越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻率 随温度的升高而增__大____
因此灯丝的电阻随温度的升高而 增大 ______ 由 R＝U/I 可得，在 I－U 坐标系中，图线 上点与原点连线的斜率等于电阻的倒_数_____。 故画出的小灯泡的 I－U 图线为曲线 。
知识梳理 实验原理
规律总结
实物连图要点
④所有导线的接点都应画在导线的接线柱上，不能将导线接在
滑动变阻器的滑片上，不能在导线中间出现分叉，尽量避免导
线交叉 ⑤开关要能控制整个电路
。
例题——实验原理与操作 (2014·浙江省杭州一模)为了探究小灯泡 L 的伏安特性，连好如 图所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡 中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。由电流表 和电压表得到的多组读数描绘出的 U－I 图象应B是图( )
第6课时：描绘小电珠的伏安特性曲线
第六课时：描绘小电珠的伏安特性曲线【实验目的】通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律． 【实验原理】在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，也就是U-I 曲线是条过原点的直线。
但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I 曲线就可能不是直线。
如图3-1所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C 由A 端向B 端逐渐移动时，流过小电珠（“3.8V 、0.3A ”或“4V 、0.7A ”）的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，分别由电流表、电压表示出其值大小，将各组I 、U 值描绘到U--I 坐标上，用平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡的伏安特性曲线。
金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而测得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化。
本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化，从而了解它的导电特性。
【注意事项】1．本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．因本实验要作I －U 图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法．3．电键闭合前变阻器滑片位置4．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V ）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中．调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压． U-I 图线在U ＝1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在U ＝1.0 V 左右测绘点要密，否则将出现很大误差.5．在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来．【典型例题】1.电压表、电流表的使用例1：如图所示，电流表的示数是A ，电压表的示数是 V2.伏安法测电阻的两种电路1.2.1两种电路的误差分析○1无论实验目的是什么（做伏安特性曲线、测电阻、测电功率），只要同时测电路元件的电流I 和电压U ，I 和U 两个物理量中就只有一个是真实值。
高中物理【实验：描绘小电珠的伏安特性曲线】课件
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
注意事项
1．本实验中被测小电珠灯丝的电阻 值较小，因此测量电路必须采用电流 表外接法． 2．本实验要作出U－I图线，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．
栏目 导引
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
3．为保护元件不被烧毁，开关闭合 前变阻器滑片应位于图7－4－1中的a 端． 4．加在小电珠两端的电压不要超过 其额定电压． 5．连图线时曲线要平滑，不在图线 上的数据点应均匀分布在图线两侧， 绝对不要画成折线．
栏目 导引
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
图7－4－2 A．_________________________ B. _________________________
栏目 导引
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
【解析】 (1)因为灯泡两端的电压 要从0开始调节，故只能采用分压电 路． (2)在电路接好并检查是否正确连线 之前，电键应处于断开状态，以免因 接线错误而导致仪表损坏；接为分压 电路时，滑动变阻器的有效电阻应从 最小值开始调节，故滑片应先处于b 端．
栏目 导引
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
【答案】 (1)分压 (2)A.电键S不应闭合，应处于断开状 态 B．滑动变阻器滑动触头位置不当， 应将其置于b端
栏目 导引
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
实验结果分析
例2 (2010·高考浙江卷)在“描绘小电 珠的伏安特性曲线”的实验中，某同 学测得电流—电压的数据如表所示：
【解析】 (1)用表中数据描绘电压 随电流的变化曲线，如图7－4－4所 示．
图7－4－4
栏目 导引
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
8.4实验9 描绘小电珠的伏安特性曲线
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
•
命题点一
命题点二
命题点三
电流表A2(量程0~3 A,内阻等于0.1 Ω)
滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)
滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)
定值电阻R3(阻值等于1 Ω)
定值电阻R4(阻值等于10 Ω)
定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)
电源E(E=6 V,内阻不计)
命题点一
命题点二
命题点三
(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。
(2)该同学描绘出的I-U图象应是下图中的
。
答案:(1)
(2)B
命题点一
命题点二
命题点三
解析:(1)根据需要,电压表V1(3 V,内阻3 kΩ)需要串联定值电阻
R5=1 kΩ,可以将量程扩大为4 V;电流表A1(200 mA,内阻10 Ω)需要
并联定值电阻R4=10 Ω,可以将量程扩大为0.4 A;滑动变阻器R2阻
值太大,连续性不好,应选择R1,电路图采用分压外接法,电路如答案
图所示。
(2)随温度升高,小灯泡阻值增大,故选项B正确。
命题点一
命题点二
命题点三
实验电路设计与数据处理
电学实验电路设计的思路与方法
1.首先应明确题目的要求,看清题目要求测量什么物理量,验证、
探究什么物理规律,或要求设计达到何种标准的电路等。其设计原
实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线
目
录
典
例
基
·
础
精
·
析
知
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识
突
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破
储
备
过 程 · 分 析 · 导 悟
知 能 · 综 合 · 演 练
1.（2009·浙江高考）如图实八-7所示，在“描绘小电
目
录 珠的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导 典 例
基 础
线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
· 精
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过 程 · 分 析 · 导 悟
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过 程 · 分 析 · 导 悟
知 能 · 综 合 · 演 练
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过 程 · 分 析 · 导 悟
知 能 · 综 合 · 演 练
目 应选_______.
录
典
基
（2）在图实八-2中用笔画线代替导线，把实验仪器连接
例 ·
础
实验9 描绘小电珠的伏安特性曲线
描绘小电珠的伏安特性曲线◎注意事项1．电路的连接方式(1)电流表应采用外接法．(2)滑动变阻器应采用分压式接法，目的是为了使小电珠两端的电压能从零开始连续变化．2．闭合开关S前，滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端，从而使开关闭合时小电珠两端的电压能从零开始变化，同时，也为了防止开关刚闭合时小电珠因两端电压过大而烧坏灯丝．3．I－U图象在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U0＝1.0 V左右绘点要密，以防出现很大误差．4．当小电珠电压接近额定电压值时，要缓慢地增加到额定电压值，记录I后马上断开开关．◎误差分析1．电表内阻对电路的影响会带来误差．2．电流表、电压表的读数带来误差．3．在坐标纸上描点、作图带来误差．考点一教材原型实验[例1](2017·全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表Ⓐ(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，在方框中画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示．由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图乙所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．(结果均保留2位小数) 解析(1)小灯泡的电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需与R0串联后接入电路．电路图见答案图．(2)I－U图象中随着电流的增大，图线的斜率变小，小灯泡的电阻增大．根据电阻定律R ＝ρLS，得灯丝的电阻率增大．(3)当R ＝0时，电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示．此时小灯泡功率有最大值．当R ＝9 Ω时，将R 看作电源内阻，则等效电源内阻为10 Ω，其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示．此时小灯泡功率有最小值．取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点： U 1＝3.66 V ，I 1＝0.319 A ，小灯泡的最大功率P 1＝U 1I 1≈1.17 W. 取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点： U 2＝1.77 V ，I 2＝0.222 A ，小灯泡的最小功率P 2＝U 2I 2≈0.39 W.答案 (1)实验电路原理如图所示．(2)增大 增大 (3)0.39 1.17考点二 实验拓展与创新类型1 实验对象的变迁——描绘其他元件的伏安特性曲线[例2] (2015·广东卷)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 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等．(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(a)所示，读数为________Ω.据此应选择图中的________(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 ，重复实验．(3)图(d)是根据实验数据作出的U －I 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R ＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势E 和内阻r ，电路如图(e)所示．闭合S 1和S 2，电压表读数为3.00 V ；断开S 2，读数为1.00 V ，可得E ＝________V ，r ＝________Ω.(结果均保留两位有效数字，电压表为理想电压表)．解析 (1)因倍率为“×1”，故指针所指的数字即为读数，为10 Ω；由于待测电阻的阻值比电压表的内阻小得多，故采用电流表外接的方式测量电阻，即选择b.(2)滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，由于加在待测电阻两端的电压逐渐增大，故电流表的示数也逐渐增大．(3)由图(a)知，元件X 的电流与电压与正比，故为线性元件；而元件Y 的电流与电压不成正比，故Y 是非线性元件．(4)由图可知，线性元件的电阻为R X ＝3.00.3Ω＝10 Ω，若S 1、S 2都闭合，则电阻R 被短路，电路中的电流I ＝U R X ＝310 A ＝0.3 A ，由闭合电路的欧姆定律得E ＝U ＋Ir ，断开S 2后，电流I ′＝U ′R X ＝110 A ＝0.1 A ，故E ＝U ′＋I ′(R ＋r )，两式联立并代入数据得：E ＝3.2 V ，r ＝0.50 Ω.答案 (1)10 b (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50 类型2 实验的创新拓展[例3] (2018·全国卷Ⅰ·23)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T ，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω；电源E (6 V ，内阻可忽略)；电压表○V (量程150 mV)；定值电阻R 0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R 1(最大阻值为1 000 Ω)；电阻箱R 2(阻值范围0～999.9 Ω)；单刀开关S 1，单刀双掷开关S 2.实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t 升至80.0 ℃.将S 2与1端接通，闭合S 1，调节R 1的滑片位置，使电压表读数为某一值U 0；保持R 1的滑片位置不变，将R 2置于最大值，将S 2与2端接通，调节R 2，使电压表读数仍为U 0；断开S 1，记下此时R 2的读数．逐步降低温控室的温度t ，得到相应温度下R 2的阻值，直至温度降到25.0 ℃.实验得到的R 2－t 数据见下表.t /℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R 2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0(1)在闭合S 1前，图甲中R 1的滑片应移动到________(填“a ”或“b ”)端． (2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R 2－t 曲线．乙丙(3)由图乙可得到R T在25 ℃～80 ℃范围内的温度特性．当t＝44.0 ℃时，可得R T＝________Ω.(4)将R T握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为________Ω，则手心温度为________ ℃.解析(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大．(3)由图象可知t＝44.0 ℃时，电阻的阻值为450 Ω.(4)由图丙可得电阻箱值为620.0 Ω，由图象可得温度约为33.0 ℃.答案(1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.01．(2016·天津卷·9节选)某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整．可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表V1(量程0～3 V，内阻等于3 kΩ)电压表V2(量程0～15 V，内阻等于15 kΩ)电流表A1(量程0～200 mA，内阻等于10 Ω)电流表A2(量程0～3 A，内阻等于0.1 Ω)滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流2 A)滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 Ω)定值电阻R4(阻值等于10 Ω)定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)电源E(E＝6 V，内阻不计)(1)请在下面方框中画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．(2)该同学描绘出的I－U图象应是下图中的________．解析描绘小灯泡的伏安特性曲线时，要求“测量数据尽量精确、绘制曲线完整”，从电表的量程来看，V1、A1量程偏小，直接测量灯泡的电压、电流时，曲线不完整，若用V2、A2测量灯泡的电压、电流时，读数不够精确．题目中给了滑动变阻器和几个定值电阻，我们可以采用定值电阻分压、分流的方式扩大电表的量程，准确读出灯泡的电流值、电压值，绘制完整的曲线．(1)电路图如图所示，滑动变阻器的选择：R2的阻值太大，调节不灵敏，故选R1.与电流表A1并联的电阻：由于A1的内阻为10 Ω，若选R4为并联电阻，则量程为0～0.4 A，若并联阻值过小，电流表读数偏小，读数欠精确．与电压表串联的电阻：分压电阻的阻值应该与电压表V1的内阻具有可比性，故选择R5作为分压电阻，此时量程为0～4 V.(2)灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其阻值也随温度的升高而增大，则I －U 图线的斜率应越来越小，图B 正确．答案 (1)图见解析 (2)B2．(2015·福建卷·19节选)某学习小组探究一小灯泡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；(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________只相同的小灯泡并联后，直接与电动势为3 V 、内阻为1 Ω的电源组成闭合回路，可使小灯泡的总功率最大，其总功率的值约为________W(保留两位小数)．解析 (1)实物接线图见答案；(2)由图知电流表量程为0.6 A ，所以读数为0.44 A ；(3)电源内阻为1 Ω，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即小灯泡的总功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5 V ，由图丙知当小灯泡电压等于1.5 V 时电流约为0.38 A ，此时电阻约为R ＝UI＝3.95 Ω≈4 Ω，并联后的总电阻为1 Ω，所以需要4个小灯泡并联，小灯泡消耗的总功率约为P＝U2R外＝1.521W＝2.25 W.答案(1)连线如图(2)0.44(3)4 2.253．某实验小组要精确测定额定电压为2.5 V的LED灯正常工作时的电阻．已知该灯正常工作时的电阻为500 Ω，电路符号与小灯泡相同．实验室提供的器材有：A．电流表A1(量程为0～10 mA，内阻R A1约为3 Ω，示数用I1表示)B．电流表A2(量程为0～3 mA，内阻R A2＝15 Ω，示数用I2表示)C．定值电阻R1＝697 ΩD．定值电阻R2＝985 ΩE．滑动变阻器R(0～20 Ω)F．电压表V(量程为0～12 V，内阻R V＝1 kΩ，示数用U表示)G．蓄电池(电动势为12 V，内阻很小)H．开关一个，导线若干(1)如图甲所示，请选择合适的器材，电表1为________，电表2为________，定值电阻为________．(填写器材前的字母编号)(2)将电路图乙补充完整．(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式R x＝____________(用相应字母表示)．解析(1)要精确测定额定电压为2.5 V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED灯两端的电压，需要改装电压表，若将电流表A1与定值电阻R1串联改装为电压表，量程为U＝(3＋697)×0.01 V＝7 V，将电流表A1与定值电阻R2串联改装为电压表，量程更大；将电流表A2与定值电阻R1串联改装为电压表，量程为U＝(15＋697)×0.003 V≈2.1 V，将电流表A2与定值电阻R2串联改装为电压表，量程为U＝(15＋985)×0.003 V＝3 V ，量程恰好，故选用电流表A 2(电表2)与定值电阻R 2(D)串联改装电压表；电流表A 1(电表1)测量电流．(2)实物图如图所示(3)根据闭合电路欧姆定律知，LED 灯两端的电压U ＝I 2(R 2＋R A2)，通过LED 灯的电流I ＝I 1－I 2，所以LED 灯正常工作时的电阻R x ＝I 2(R 2＋R A2)I 1－I 2.答案 (1)A B D (2)见解析 (3)I 2I 1－I 2(R 2＋R A2)。
实验描绘小电珠的伏安特性曲线
I=U/R
伏安特性曲线
1
1 实验目的 描绘小电珠的伏安特性曲线。 了解曲线性质。
2
2.实验原理 由于电流作用，小灯泡产热，温度
升高，电灯丝的电阻增大，所以灯丝电 阻并不是一个定值.由于电流越大，灯丝 电阻越大，它的伏安特性曲线(I-U图线 )并不是一条直线。
3
3 实验器材
“3.8V，0.3A”的小灯泡，4~6V学 生电源(或3～4个电池组)，0～100Ω 的滑动变阻器，0～15V的电压表， 0～0 6A的电流表，开关一个、导线 若干.
4.实验步骤 (1)选取适合的仪器按图
AB
所示的电路连接好. 4
(2)将滑动变阻器滑片调节到A端后， 闭合开关.
(3)调节滑动变阻器，在灯泡额定电压 范围内读取数组不同的电压值和电流值， 并制表记录.
(4)断开开关，拆下导线，将仪器恢复 原样.
(5)以I为纵轴，U为横轴，画出I-U曲 线并进行分析.
小电珠的电阻随电流的增大而增大。
非线性元件 生活常识
8
本节总结
方法 ： 了解基本的实验步骤
数据处理的图象法
知识 ： 小电珠的伏安特性曲线
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谢谢大家
12
5
5.数据处理
小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高 而变大.Βιβλιοθήκη I(A)0.1 2
0.2 1
0.2 9
0.3 4
0.3 8
0.4 2
0.4 5
0.4 7
0.4 9
0.5 0
U(V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 ) 0000000000
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实验9：描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线。
二、实验原理用电流表和电压表测出小电珠在不同电压下的电流，建立IU坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小电珠的伏安特性曲线。
为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，应选用电流表外接法，滑动变阻器分压接法电路，因为小电珠的电阻值较小。
三、实验器材小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸。
四、实验步骤1．连接电路将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路。
2．测出小电珠在不同电压下的电流(1)闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。
(2)移动滑动变阻器触头的位置，测出12组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格。
U/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2I/A 0U/V 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8I/A3.画出伏安特性曲线(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。
4．拆除电路，整理仪器。
五、误差分析1．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．电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数。
3．在坐标纸上描点、作图带来操作误差。
六、注意事项1．电路的连接方式：(1)电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。
(2)滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。
2．闭合开关S前，滑动变阻器的触头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灯丝。
3．I U图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。
4．电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程。
5．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。
6．误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线。
七、实验改进一种测小电珠的电阻的准确方法实验原理：如图所示，两个电压表完全相同且内阻很大。
移动滑动触头，调节电阻箱的示数，使两个电压表示数相同，则电阻箱的读数即为小电珠电阻，记下小电珠的电阻和电压；多次移动滑动触头，采用相同方法，记下相应电阻箱示数和电压表的读数。
在坐标纸上画出RU 图线，并分析R 随U 变化的规律。
在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中，由于电表内阻的影响，会产生系统误差使得小电珠的电阻测量不准确。
上述实验方法可以消除这种误差，操作、读数比较方便。
命题研究一、实验原理和实验器材 【题例1】 有一个小电珠上标有“4 V,2 W ”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的IU 图线。
有下列器材供选用：A ．电压表(0～5 V ，内阻10 kΩ)B ．电压表(0～10 V ，内阻20 kΩ)C ．电流表(0～3 A ，内阻1 Ω)D ．电流表(0～0.6 A ，内阻0.4 Ω)E ．滑动变阻器(5 Ω，1 A)F ．滑动变阻器(500 Ω，0.2 A)(1)实验中电压表应选用____，电流表应选用______。
为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)。
(2)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。
思路点拨：解答本题需要把握以下三点： (1)通过相关计算选择仪器。
(2)判断电流表的内、外接，变阻器的分压、限流接法。
(3)能根据电路图进行实物连图。
解题要点： 规律总结1．限流、分压两种电路的比较限流式接法分压式接法 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 RER ＋R 0≤U ≤E 0≤U ≤E 分压电路调 节范围大 负载R 上电流 调节范围 E R ＋R 0≤I ≤ER0≤I ≤ER分压电路调 节范围大 闭合S 前 触头位置 B 端A 端都是为了保 护电路元件实物连线就是根据电路图把实物连起来，实物连线的一般思路如下：(1)先画电路图，后画实物图。
在电路图上标明电源的正、负极，电流表和电压表的正、负接线柱等。
(按实物的布局设计线路图，再根据线路图连接实物图)(2)先串后并，注意正负。
画电路实物图时，应选择一条包含电路元件最多的通路，例如：从电源的正极出发，沿着电流的方向依次把电键、用电器、电流表(先接正柱，后接负柱)、变阻器等连接起来，一直连到电源负极，然后再把其余的电路元件和电压表并联在电路的某两点之间。
(3)注意量程，接线到柱。
连接多量程电流表、电压表时，应注意选择适当的接线柱(即选取合适的量程)，所有导线的连接点都应画在用电器的接线柱上或电源的正、负极上，不应在无接线柱的地方把几条导线相接。
(4)避免交叉，检查无误。
所画导线不应交叉，以使连接情况清晰易辨。
画好电路实物图后，应对照电路图再检查一遍，以便减小错误。
命题研究二、实验数据的处理【题例2】如图中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小电珠的I-U特性曲线的实验器材。
(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整。
(2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________。
(选填“A端”“B端”或“AB之间”)(3)实验中测得有关数据如下表：U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80I/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.26 0.27(4)若已知小电珠灯丝在27 ℃时电阻值约为1.5 Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小电珠以额定功率工作时灯丝的温度约为________ ℃。
(保留三位有效数字) 思路点拨：解答本题需要把握以下两点：(1)描点、连线作图时的注意事项；(2)由伏安特性图线进行数据计算的方法。
解题要点：规律总结图象法处理数据的优点1．图象可直观形象地反映出物理量之间的变化关系。
2．图象可以减少某次数据不准造成的偶然误差。
1．(2012·合肥一中冲刺高考最后一卷)甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻R x的阻值，给定器材为：待测电阻R x，电流表A(量程0～5 m A，内阻约为10 Ω)，电压表V(量程为0～3 V，内阻为3 kΩ)，最大阻值为100 Ω的滑动变阻器，电源E(电动势约3 V)，开关S、导线若干。
甲、乙两同学的测量数据处理结果分别如图A、B所示。
①由图A得R x＝________Ω；由图B得R x＝________Ω(计算结果取三位有效数字)；由测量结果判定________同学测量结果较为准确。
②请用实线表示导线将图中器材连成实验用电路，要求测量结果尽量精确。
开关S及导线若干。
(1)甲同学设计了如图甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为______Ω。
(2)乙同学又设计了如图丙所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是______V。
(3)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，在图丁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。
丙丁参考答案考向探究突破【题例1】答案：(1)A D E(2)见解析解析：(1)因小电珠的额定电压为4 V，所以电压表应选用A，小电珠的额定电流I＝PU＝0.5 A，所以电流表应选用D；小电珠正常工作时的电阻为R＝U2P＝8 Ω，因为R V R A＞R x，R x为小电阻，电流表应采用外接法，要求电压表从零开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，为便于调节，滑动变阻器应选用E。
(2)满足实验要求的电路图如图。
接成的相应实物电路图如图。
【题例2】答案：(1)如图所示(2)A端(3)如图所示(4)1.64×103(1.58×103～1.65×103均可)解析：(1)对于小电珠的伏安特性曲线的实验，电流和电压要从零开始调节，故本实验必须使用滑动变阻器分压式接法；由于小电珠的电阻较小，实验室中的电压表内阻远大于小电珠的电阻，故采用电流表外接法进行伏安法测电阻；在连接实物图时要注意电表的量程与正负极。
(2)在实验开始前要检查电路的安全性，为了保护电流表和电压表，需要将滑动变阻器的分压值调为零，即将滑片置于A端。
(3)如答案中图所示。
(4)由作出的伏安特性曲线图读取电压为2.5 V时，电流约为0.262 A，依题意可得：2.5 V0.262 A×1.5 Ω＝t＋273 ℃27 ℃＋273 ℃，解得t＝1 635 ℃≈1.64×103℃。
演练巩固提升1．C2．A解析：电路①中，开始时，小电珠L两端电压为零，小电珠不亮，滑动变阻器滑动触头移动过程中，电路的总电阻减小，电流表的示数增大，小电珠两端的电压增大，小电珠的亮度增加；电路②中，电流表的电阻很小，开始时，小电珠L 两端电压几乎为零，小电珠不亮，滑动变阻器滑动触头移动过程中，电路的总电阻减小，电流表的示数增大直至线圈烧断，此时，小电珠忽然发光；电路③中，电压表的电阻很大，小电珠L 两端电压始终几乎为零，小电珠不亮，电压表的电阻很大，电流表中的电流几乎为零；电路④中，电流表的电阻很小，小电珠L 两端电压始终几乎为零，小电珠不亮，滑动变阻器滑动触头移动过程中，电流表两端的电压增大，电流表的示数增大， 直至线圈烧断，烧断后，由于电压表的电阻很大，小电珠仍不发光。
故选项A 正确。
1．答案：①1.25×103 1.00×103 甲 ②如图解析：(1)易知R 甲＞R 乙，并且待测电阻电阻值与电压表相差无几，只能用内接法测量，而内接法测量电阻会偏大，甲正确。
(2)注意正负接线柱及内接法。
2．答案：(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小电珠两端的电压，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)如图所示。
解析：(1)①接通电路前，电路中的电流应调到最小，以保证用电器安全；②由于要描绘小电珠伏安特性曲线，所以要取多组测量值，包括其额定值。