描绘小灯泡的伏安特性曲线1

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1996年上海 4.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如 年上海 某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如
下一组U和 的数据: 下一组 和I 的数据
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
U(V) I(A)
灯泡发 光情况
0.20 0.020
0.60 0.060
1.00 0.100
1.40 0.140
I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
湖北省黄冈中学 丁汝辉
（1）在下框中画出实验电路图．可用的器 ）在下框中画出实验电路图． 材有：电压表、电流表、 滑线变阻器（ 材有：电压表、电流表、 滑线变阻器（变 化范围0～ ）、电源 小灯泡、电键、 电源、 化范围 ～10 ）、电源、小灯泡、电键、 导线若干． 导线若干． 曲线． （2）在图中画出小灯泡的 ）在图中画出小灯泡的U—I曲线． 曲线
实验目的： 实验目的：
描绘小灯泡的伏安特性曲线， 描绘小灯泡的伏安特性曲线，分 析曲线的变化规律。 析曲线的变化规律。
实验原理： 实验原理：
对金属导体T R ,对小灯泡来说，不 对金属导体 对小灯泡来说， 对小灯泡来说 发光，不正常发光， 发光，不正常发光，正常发光时的灯 丝电阻值相差几倍或几十倍，因此， 丝电阻值相差几倍或几十倍，因此， 它的伏安特性曲线应是一条曲线。 它的伏安特性曲线应是一条曲线。
（1）分析上表内实验数据可知，应选用的 ）分析上表内实验数据可知， 实验电路图是图____（填“甲”或“乙”）； 实验电路图是图 （
（2）在方格纸内画出小灯泡的 －I曲 ）在方格纸内画出小灯泡的U－ 曲 分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大 线．分析曲线可知小灯泡的电阻随 变大 变大” 变小” 而_______（填“变大”、“变小”或 （ 不变” “不变”）； （3）如图丙所示，用一个定值电阻 和 ）如图丙所示，用一个定值电阻R和 两个上述小灯泡组成串并联电路， 两个上述小灯泡组成串并联电路，连接 到内阻不计、电动势为3V的电源上 的电源上． 到内阻不计、电动势为 的电源上．已 知流过电阻R的电流是流过灯泡 的电流是流过灯泡b电流的 知流过电阻 的电流是流过灯泡 电流的 两倍，则流过灯泡b的电流约为 两倍，则流过灯泡 的电流约为 _______A． ．
（3）若将该小灯泡接在电动势是 ）若将该小灯泡接在电动势是1.5V， ， 内阻是2.0 的电池两端，小灯泡的实 的电池两端， 内阻是 际功率是多少?（简要写出求解过程， 际功率是多少 （简要写出求解过程， 若需作图，可直接画在图中） 若需作图，可直接画在图中）
【点评】 本题主要考查独立完成实验的能力．主要包括： 点评】 本题主要考查独立完成实验的能力．主要包括： 实验原理及电路； ①实验原理及电路； 用图象法处理实验数据，并得出实验结论． ②用图象法处理实验数据，并得出实验结论．其中利用图线确 定小灯泡与电源连接后的工作点是解答本题第（ ）问的关键． 定小灯泡与电源连接后的工作点是解答本题第（3）问的关键．
上海） 【例7】（06年·上海）表格中所列数据 】 年 上海 是测量小灯泡U—I关系的实验数据： 关系的实验数据： 是测量小灯泡 关系的实验数据
U/V I/A 0.0 0.000 0.2 0.050 0.5 0.100 1.0 0.150 1.5 0.180 2.0 0.195 2.5 0.205 3.0 0.215
1.80 0.170
2.20 0.190
2.60
3.00
0.200 0.205
不亮
很亮
逐渐变亮
正常发光
①在右图上画出I-U 图线 图线. 在右图上画出 从图线上可以看出,当功率 ②从图线上可以看出 当功率 逐渐增大时,灯丝电阻的变化 逐渐增大时 灯丝电阻的变化 情况是: 开始不变,后来逐渐增大 情况是 开始不变 后来逐渐增大 . ③这表明导体的电阻随 温度升高而 增大 .
描绘小灯泡的伏安特性曲线
灯泡的U—I 图 1993年高考 描绘出一个“220V 60W”灯泡的 年高考 描绘出一个“ 灯泡的 象，肯定不符合实际的是下图中的 （ AC D）
U I 0 0 U I U I 0 U
I 0
A
B
C
D
上图中， 对调， 上图中，若将 I、U对调，则选 （ A B D ） 、 对调 4.若测出一个热敏电阻的 图线，正确的应是上图中 若测出一个热敏电阻的U-I图线 若测出一个热敏电阻的 图线， 的（ C ） 5.画出的 画出的U—I图象的斜率的物理意义是什么？ 图象的斜率的物理意义是什么？ 画出的 图象的斜率的物理意义是什么 6.为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大？ 为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大？ 为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大
【答案】（1）甲；（ ）如图所示，变大； 答案】 ） ；（2）如图所示，变大； （3）0.070A ）
【点评】本题主要考查实验条件 点评】 控制与电路选取、 控制与电路选取、实验数据分析 和数据处理， 和数据处理，测试实验原理方法 的迁移能力和创新能力． 的迁移能力和创新能力．
上海） 【例4】 （04年·上海）小灯泡灯丝的电阻会 】 年 上海 随温度的升高而变大． 随温度的升高而变大．某同学为研究这一现 用实验得到如下数据（ 和 分别表示小 象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小 灯泡上的电流和电压）： ）： 灯泡上的电流和电压）：
为了测定一个“ 为了测定一个“6.3V，1W”的小电珠正常发光时 ， ” 的电阻，实验室提供了下列实验器材： 的电阻，实验室提供了下列实验器材： A、电流表 、电流表0.6A，0.2 ， B、毫安表 、毫安表200mA，0.5 ， I．可变电阻 ．可变电阻20 ， C、电压表 、电压表10V，1k ， 0.8W D．电压表15V，1.5k ．电压表 ， J． 可变电阻 ． 可变电阻50 ， E．电源 ，2A ．电源6V， 0.5W F．电源 ，1A ．电源9V， K、导线若干，电键 、导线若干， G、电源 、电源15V，0.1A ， 一个． 一个． H． 可变电阻 ． 可变电阻10 ，1W
A V
设计记录表格
1
U/V I/A
2
3
4
5
6
7
8
9
…
【实验结论及分析】
描绘出的图线是一条 曲 线。它的斜率随电 压的增大而 减小 ，这表明小灯泡的电阻随电 温度） 压（温度）升高而 增大 。
【误差分析】 误差分析】
1、读数时的视觉误差。 、读数时的视觉误差。 2、由于电压表的分流，使电流表的示数总大于 、由于电压表的分流， 流过小灯泡的这时电流，从而产生误差。 流过小灯泡的这时电流，从而产生误差。
v
在右边的线框中画出实验的电 路图，要求测量误差尽可能小． 路图，要求测量误差尽可能小．
A
求出可变电阻及电灯的额定 值 I1 ≤0.32A I 灯≤0.16A I2≤0.2A R 灯=40 I3≤0.1A 不能用分压接法 电阻较大内接法 实验时应选用的器材是 B C F I K ．
年全国理综II第 题）（1） 【例1】（2006年全国理综 第22题）（ ）现 】 年全国理综 要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小 要测定一个额定电压 、额定功率 的小 灯泡（图中用×表示）的伏安特性曲线。 灯泡（图中用×表示）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 所测电压范围为 ～ 。现有器材： 电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表 ），电压表 电源 （电动势 ，内阻不计），电压表V 量程4.5V，内阻约为 ×104 ），电流表 ），电流表 （量程 ，内阻约为4× A1（量程 （量程250mA，内阻约为 ），电流表 ，内阻约为2 ），电流表 A2（量程 （量程500mA，内阻约为 ），滑动变阻 ，内阻约为1 ），滑动变阻 ），电子键 电子键S， 器R（最大阻值约为 （最大阻值约为30 ），电子键 ，导线 若干。如果既要满足测量要求， 若干。如果既要满足测量要求，又要测量误差 较小， 较小，应该选用的电流表是 ，下面 两个电路应该选用的 是 。
实验器材： 实验器材：
4V——6V直流学生电源 直流学生电源 小灯泡 电流表、电压表 电流表、 滑动变阻器 开关和导线 坐标纸
A
1.画出实验电路图如图示 画出实验电路图如图示 2.什么电流表采用外接法？ 什么电流表采用外接法？ 什么电流表采用外接法
V A C B
3.滑动变阻器为什么要用分压器接法？ 滑动变阻器为什么要用分压器接法？ 滑动变阻器为什Байду номын сангаас要用分压器接法
【实验步骤】 实验步骤】
1、设计实验电路 2、实物连接 3、实验与记录 、 数据记录在实验报告。 数据记录在实验报告。 4、数据处理。 数据处理。 5、断开开关，整理好器材。 、断开开关，整理好器材。
【实验步骤】 实验步骤】
1、设计实验电路
A V
A C B
S
2、实物连接 （1）连接实物图 ） （2）连接实物 ）
×× × × × × ×
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为了研究一个“ 例 1. 为了研究一个 “ 2.5V，0.1W”的小灯泡的伏安特性 ， 的小灯泡的伏安特性 现有蓄电池一组，电键一个，导线若干， ，现有蓄电池一组，电键一个，导线若干，其他可供选 择的器材如下： 择的器材如下： A．量程为 0—3A，内阻为 0.025 的电流表； 的电流表； ． ， B．量程为 0—0.6A，内阻为 0.2 的电流表； 的电流表； ． ， C．量程为 0—l00mA，内阻为 5 的电流表； 的电流表； ． ， D．量程为 0—3V，内阻为 10K 的电压表； 的电压表； ． ， E．量程为 0—15V，内阻为 50k 的电压表； 的电压表； ． ， F．0—5 的滑动变阻器，额定电流为 。 的滑动变阻器，额定电流为1A。 ． v （1）要正确地完成这个实验， ）要正确地完成这个实验， 电流表应选 C ， mA (填代号 。 填代号)。 电压表应选 D 填代号 （2）画出电路原理图： ）画出电路原理图：