全国通用版高考物理大一轮复习第八章恒定电流实验九描绘小电珠的伏安特性曲线课件
高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 实验9 描绘小灯泡的伏安特性曲线课件
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考点一
考点(kǎo
diǎn)一
考点(kǎo
diǎn)二
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考点(kǎo
diǎn)三
解析： (1)测绘小灯泡的伏安特性曲线,要求能较大范围测量数据,所以控
制电路部分应用分压式接法,滑动变阻器应用最大阻值小额定电流大的
A。
2
(2)灯泡的电阻 R= =15 Ω,额定电流 I= =0.2 A,由 R=15
滑片,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
灯泡的电阻值,记下电阻和电压;多次移动滑动变阻器滑片,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R-U图线,并分
析R随U变化的规律。
在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,由于电表(diàn biǎo)内阻的影响,
会产生系统误差使得小灯泡的电阻测量不准确。上述实验方法可以消
Ω< A V = 15 000 Ω,依据公式法“大内小外”的原则,可知电流
表应采用外接法,故选 B。
(3)电路中的短路电流I短=
=0.3 A,在灯泡的I-U图上作出电源的I-U图
线,交点即为这个电源给这个灯泡供电时的电流和电压,此时P灯=IU=0.1×1
W=0.1 W。
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考点一
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diǎn)三
(4)开关闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于
(统考版)2023版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线学生用书
实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线必备知识·自主排查一、基本原理与操作原理与电路图操作要领原理：测多组小电珠的U，I值，并绘出I U 图象，由图线分析判断电流与电压和温度的关系．(1)连接电路：按照实验电路图连接好电路(2)测量与记录：测出小电珠在不同电压下的电流，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，并将测量数据填入自己设计的表格中．二、数据处理1．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．3．将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线．●注意事项1．电流表外接法：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．滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出U I图象，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．3．闭合开关前把滑动变阻器的滑片调节到使小灯泡分得电压为零的一端．●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．关键能力·分层突破考点一 教材原型实验例1. [2021·全国甲卷，23]某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡(额定电压2.5 V，额定电流0.3 A)、电压表(量程300 mV，内阻300 Ω)、电流表(量程300 mA，内阻0.27 Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0～20 Ω)、电阻箱R2(最大阻值9 999.9Ω)、电源E(电动势6 V，内阻不计)、开关S、导线若干．完成下列填空：(1)有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0～300 mA的U I曲线，R0应选取阻值为________ Ω的定值电阻；(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________(填“a”或“b”)端；(3)在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图(b)所示．当流过电流表的电流为10 mA 时，小灯泡的电阻为________ Ω(保留1位有效数字)；(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为________ Ω.然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0 I/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0(5)由图(b)和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻________(填“增大”“减小”或“不变”)；(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡电功率P1＝____________ W(保留2位有效数字)；当流过电流表的电流为300 mA时，＝______________ (保留至整数)．小灯泡的电功率为P2，则P2P1跟进训练1.[2022·河北衡水中学调研]为描绘标有“3 V 1.8 W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4 V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择：A．电流表(量程为0.6 A，内阻约为1 Ω)；B．电流表(量程为3 A，内阻约为0.20 Ω)；C．电压表(量程为3 V，内阻约为2 kΩ)；D．电压表(量程为15 V，内阻约为4.5 kΩ)；E．滑动变阻器(0～100 Ω)；F．滑动变阻器(0～20 Ω)．(1)为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是________(填正确答案标号)．(2)在上述实验方案中，电流表应选__________，滑动变阻器应选__________(均填器材前面的字母代号)．某同学利用所选用的实验器材描绘出了小灯泡的伏安特性曲线，如图甲所示，当流过小灯泡的电流为0.5 A时，图象的切线如图中虚线所示，此时小灯泡的电阻为________ Ω.(3)现把实验中使用的小灯泡连接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝2 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝4 Ω，此时小灯泡的实际功率为________ W(结果保留2位有效数字)．考点二 拓展创新实验例2. [2022·山西太原模拟]太阳能电池帆板可以给卫星、宇宙飞船等提供能量．如图甲，太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电动势为零的电学器件．探究一：某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，用图乙所示的电路探究太阳能电池被不透光黑纸包住时的I U特性曲线．(1)图乙中虚线处________(选填“需要”或“不需要”)连接导线；滑动变阻器如图丙所示，开关闭合前，滑片应移至________(选填“A”或“B”)端；(2)通过实验，在图上作出被黑纸包住的太阳能电池的I U特性曲线如图丁，将其与一个电动势为3 V(内阻忽略不计)的电源和阻值为5 kΩ 的定值电阻串联在一起，它消耗的电功率约为________ W(结果保留两位有效数字)；探究二：在稳定的光照环境中，取下太阳能电池外黑纸，并按图戊电路测量金属丝的电阻率．(3)该小组用游标卡尺测量金属丝的直径时读数如图己所示，可知其直径为________ mm；(4)实验中测得电压表示数为U，电流表示数为I，金属丝直径为D、长度为l，则金属丝的电阻率为________________(用上述测量量表示)；(5)考虑电压表与电流表内阻对测量结果的影响，金属丝电阻率的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．跟进训练2.[2021·山东卷，14]热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律．可供选择的器材有：待测热敏电阻R T(实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧)；电源E(电动势1.5 V，内阻r约0.5 Ω)；电阻箱R(阻值范围0～9 999.99 Ω)；滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；微安表(量程100 μA，内阻等于2 500 Ω)；开关两个，温控装置一套，导线若干．同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：①按图示连接电路；②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；④记录此时的温度和电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)．(2)请用笔画线代替导线，将图乙中实物图(不含温控装置)连接成完整电路．(3)某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6 000.00 Ω，该温度下热敏电阻的测量值为________ Ω(结果保留到个位)，该测量值________(填“大于”或“小于”)真实值．(4)多次实验后，学习小组绘制了如图丙所示的图象．由图象可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐________(填“增大”或“减小”)．实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线例1 解析：(1)当滑动变阻器的滑片处于b端时，小灯泡所在测量电路分得的电压等于电源电动势6 V，电流表满偏时，测量电路的阻值为R＝UI＝6V300mA＝20 Ω，而小灯泡本身具有一定的电阻，所以作为保护电阻，R0一定小于20 Ω，故R0选择阻值为10 Ω的定值电阻；(2)开关闭合前，应使测量电路分得的电压最小，故滑片应处于a端；(3)由图(b)可知，流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡两端电压约为7 mV，由欧姆定律可知小灯泡的电阻为R L＝U1I1＝0.7 Ω；(4)电压表满量程时小灯泡两端的电压为3 V，而电压表两端电压为300 mV＝0.3 V，所以R2两端电压为2.7 V，由串联分压规律有U2U V＝R2 R V ，解得R2＝2 700 Ω；(5)由图(b)和表中数据可知，随着小灯泡电流的增大，UI的值不断增大，故灯丝电阻不断增大；(6)小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，此时小灯泡的电功率P1＝160 mA×46 mV×10＝7.4×10－2 W；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为P2＝300 mA×250 mV×10＝0.75 W，则P2P1≈10.答案：(1)10 (2)a (3)0.7 (4)2 700 (5)增大 (6)7.4×10－2 101．解析：(1)由I－ U曲线可知，电压从零开始，所以滑动变阻器用分压式接法，当R x>√RA R V时，电流表采用内接法，当R x<√R A R V时，电流表采用外接法，而R x＝U额2P额＝5 Ω<√1×2000 Ω，电流表采用外接法，A、B、D错误，C正确．(2)灯泡额定电流I额＝P额U额＝0.6 A，故电流表选A；滑动变阻器采用分压式接法，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器选F；根据欧姆定律，由题图甲可得R x＝U I ＝2.20.5Ω＝4.4 Ω.(3)根据闭合电路欧姆定律可得U ＝E －I (R ＋r )，代入数据得I ＝25−U 5(A)，将所得函数图线作在题图甲中，如图所示，两图线的交点即为灯泡的工作点，由功率公式可得P ＝UI ，代入数值可得P ≈0.17 W.答案：(1)C (2)A F 4.4 (3)0.17(0.15～0.19都对)例2 解析：(1)由题意可知，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，虚线处应连线；滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前滑片应置于A 处．(2)电源与定值电阻整体可以看做等效电源，作出电源的I － U 图线，由图线可知，电池板两端的电压：U ＝2 V ，电流：I ＝210 μA ＝2.1×10－4 A ，消耗的电功率：P ＝UI ＝2×2.1×10－4 W ＝4.2×10－4 W.(3)固定部分读数为0，分尺部分为40，故最终读数为：0＋40×0.02 mm ＝0. 80mm.(4)由欧姆定律可知：R ＝U I ，根据电阻定律R ＝ρl S ＝ρl π(D 2)2，电阻率ρ＝πD 2U 4lI .(5)由图戊所示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值，电阻率测量值小于真实值．答案：(1)需要 A (2)4.2×10－4 (3)0.80 (4)πD 2U 4lI (5)小于2．解析：(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，应尽可能让该电路的电压在S 2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，S 2闭合前、后该部分电阻变化越小，从而电压的值变化越小，故滑动变阻器应选用最大值较小的R 1才能更准确地进行实验．(3)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即R T ＋R μA ＝6000 Ω，由R μA ＝2 500 Ω易得R T ＝3 500 Ω.当断开S 2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律可知，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大．(4)由于是ln R T －1T图象，当温度T 升高时，1T减小，从图中可以看出ln R T 减小，从而R T 减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐减小．答案：(1)R1 (2)如图所示 (3)3 500 大于(4)减小。
高考物理总复习第八章恒定电流实验九描绘小电珠的伏安特性曲线课件新人教版
(4)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。 (5)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 1 以上。
3
(6) 从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与
待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小
阻值的滑动变阻器。
热点一 教材原型实验 【典例1】(2019·襄阳模拟)物理兴趣小组的同学们从 实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W， 额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值， 于是先用欧姆表直接测出该小灯泡的电阻约为2 Ω ， 然后根据公式计算出该小灯泡的额定电压U= PR =
0～U
比较内容 两种接法
通过负载的电流 调节范围
限流接法
U ～U R0 R R
分压接法
0～ U R
接线情况
用到滑动变阻器 用到滑动变阻器
一上一下两个接 两下一上三个接
线柱
线柱
(2)方法选择。 通常滑动变阻器以限流式为主，但遇到下述三种情况 时必须采用分压式。 ①当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验 要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时， 必须选用分压接法。
(1)由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流 表G作为电压表使用测出小灯泡两端电压，再用电流表 A测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性 曲线，你认为该方案实际上是否可行？说明理由。 ________________________________________。
(2)为完成本实验，滑动变阻器应选_______(填器材前 的序号)。 (3)请在下列方框内画出设计合适的电路图。 (4)根据设计的电路图连接实物图。
【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。
2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流实验九描绘小电
(3)如图甲是此实验的器材实物图，图中已连接了部分导线。 请根据在上问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
(4)开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于左___端_。 (选填“左端”“右端”或“正中间”)
4．考查实物连线和实验操作 (1)根据第(2)题选择的电路图，先连接干路元件，再连接支路元 件，注意“＋”“－”接线柱顺序。 (2)为了保护小灯泡不被烧坏，应使得小灯泡两端的电压为零，所 以滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(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，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路 故障为______________。
学习小组认为要想准确地描绘出小灯泡L完整的伏安特性曲 线，需要重新改装电流表并设计电路。 (1)电流表应该选________，标准电阻应该选________。 (2)在虚线框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
解析：绘制小灯泡的伏安特性曲线，需要测量小灯泡的电压和 电流，电压表量程3 V可以满足实验要求，电流表量程过小，需 要并联小电阻以扩大量程。根据并联分流规律可知，电流表G1 与标准电阻R2并联，可将量程扩大到0.6 A，满足实验需要。由 于电流表和电压表内阻均已知，采用电流表内接或外接均可。 答案：(1)G1 R2 (2)如图所示
(1)实验中电流表应选用___B___，滑动变阻器应选用___F___。(均填写
2021高考物理一轮复习第8章恒定电流实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线课件
(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(b)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，
解析：(1)电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，小灯泡电阻远小 于电压表内阻，所以电流表应采用外接法，实验原理图如图甲所示。 (2)根据电路图，把图中的实验器材连成符合要求的实验电路，如图乙所示。 (3)选用小灯泡额定值为“3.0 V,1.2 W”，额定电压 U＝3 V，所以电压表的量程应选 用 0～3 V，额定电流 I＝0.4 A，所以电流表的量程应选用 0～0.6 A，为保证实验 安全，测量范围不能超过 3 V 和 0.4 A。
小灯泡的最小功率为__1_._1_7___W，最大功率为___0_.3_9___W。(结果均保留 2 位小数)
考点一 教材原型实验
解析：(1)小灯泡的电压要求从 0 开
源内阻为 10 Ω，其路端
始调节，滑动变阻器采用分压式
电压与电流的关系图
接法，小灯泡的额定电压超出电
象如图线乙所示。此时
压表的量程，需与 R0 串联后接入 电路。电路图如图所示。
考点一 教材原型实验
考法② 数据处理及分析 (2017·全国卷Ⅰ·23)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 k Ω)；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，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(a)所示。 由 实 验 曲 线 可 知 ， 随 着 电 流 的 增 加 小 灯 泡 的 电 阻 图线乙 图线甲
高考物理一轮复习第八章恒定电流第4讲描绘小电珠的伏
对电路设计和实验原理的考查 一、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的比较
限流式接法 分压式接法
电路图
限流式接法 负载 R 上电压 的调节范围 负载 R 上电流 的调节范围 RE ≤U≤E R＋R0 E E ≤ I ≤R R＋R0
分压式接法 0≤U≤E E 0≤I≤R
二、两种接法的选择 1．限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压，分压式接 法适合控制阻值较大的电阻的电压． 2．要求电压从 0 开始逐渐增大，采取分压式接法．
(2)实验电路图如图所示．
答案：(1)R1
R4
(2)见解析
对数据处理和误差分析的考查 误差分析 (1)系统误差：由于电压表、电流表不是理想电表，电表内电 阻对电路的影响带来的误差． (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．
【典题例析】 (2017· 高考全国卷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 V(量程 3 V，内阻 3 kΩ)；电流表 A(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．
3．测量与记录：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，并将测量数据填入自己设计的 表格中． 4．数据处理 (1)在坐标纸上以 U 为横轴，I 为纵轴，建立直角坐标系． (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点． (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．
第八章
恒定电流 第4讲 描绘小电珠的伏安特性曲线
18高考物理大一轮复习第8章恒定电流实验9描绘小电珠的
(1) 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的 ________( 填字母 代号)． A．滑动变阻器(最大阻值 20 Ω，额定电流 1 A) B．滑动变阻器(最大阻值 1 750 Ω，额定电流 0.3 A)
(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)．
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．如果将这个小 灯泡接到电动势为 1.5 V，内阻为 5 Ω 的电源两端，小灯泡消耗的 功率是________W.
答案
(1)A (2)B
(3)0.1
仪器选择的一般顺序是先易后难．首先确定出必须使用而又不必选 择的仪器， 然后以其为突破口， 根据电路要求和电路计算， 选择出电源、 滑动变阻器、电流表、电压表以及合理的量程．待测电阻的额定电流、 额定电压(估算值)是选择合适量程的电流表和电压表的重要依据．如滑 动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在 二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否 调节方便的影响，一般来说如果是限流法选定比待测电阻大几倍的滑动 变阻器，如果是分压法选定阻值小的滑动变阻器．
七、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．
考点一 [典例 1]
实验操作和器材的选取 0.6 W”小灯泡的伏安特性
要测绘一个标有“3 V
曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作．已 选用的器材有： 电池组(电动势为 4.5 V，内阻约为 1 Ω)； 电流表(量程为 0～250 mA，内阻约 5 Ω)； 电压表(量程为 0～3 V，内阻约 3 kΩ)； 电键泡两端电压从零开始变化，所以控制
课件7：实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
A．电压表 V(量程 3 V，内阻约 3 kΩ) B．电流表 A1(量程 150 mA，内阻约 2 Ω) C．电流表 A2(量程 500 mA，内阻约 0.6 Ω) D．滑动变阻器 R1(0～20 Ω) E．滑动变阻器 R2(0～100 Ω) F．电源 E(电动势 4.0 V，内阻不计) G．开关 S 和导线若干
(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)
谨记 滑动变阻器的分压式与限流式的接法 1两种接法的适用情形, 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. 2两种接法的选择 ①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，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.
可得 R1＝9.9 Ω.
(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．
谨记 实验操作中的注意事项 实验结束后，断开开关，应先拆除电池两端导线，以防止 电源短路.
(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．
U(V) 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80 I(mA) 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 30.0
(1)实验室提供的器材如下： A．电压表(量程 0～3 V，内阻约 10 kΩ) B．电压表(量程 0～15 V，内阻约 25 kΩ) C．电流表(量程 0～50 mA，内阻约 50 kΩ)
[针对训练] 1．某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一
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答案: (2)0.78 2 327
(3)小灯泡的电功率P随电压U变化的图像及其伏安特性曲线可能分别是图
(乙)中的
1.实物连线图的变化. 2.画U-t图线进行数据处理.
3.电路中增加R2和S2,作用 是实验前使电容器所带的电
荷中和.
(2016·山西八校联考)
探究太阳能电池无光照时的 I-U图线
(原理图选择)
还
1.给出两个实验原理
能
图进行选择.
怎
2.通过对I-U图线的分
样 考
(描绘出的I-U图线)
析求出太阳能电池的 电阻.
(3)电流表内外接法的选择
①若 Rx>
RA RV
,则采用电流表内接法,此时
R 测= U测 I测
=Rx+RA>Rx.
②若 Rx<
RA RV
,则采用电流表外接法,此时 R 测= U测 I测
=
Rx RV Rx RV
<Rx.
【教师备用】 (2016·海南海口模拟)一只小灯泡,标有“3 V,1.5 W”的
字样,现要描绘小灯泡0～3 V的伏安特性曲线,实验器材有:
A.最大阻值为10 Ω 的滑动变阻器
B.电动势为6 V,内阻约为1.0 Ω 的电源
C.量程为0.6 A,内阻约为1.0 Ω 的电流表A1 D.量程为3 A,内阻约为0.1 Ω 的电流表A2 E.量程为3 V,内阻约为6 kΩ 的电压表V1 F.量程为15 V,内阻约为10 kΩ 的电压表V2 G.开关,导线若干
③对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分 用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较 该接头和滑动头的电势高低,根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情 况,将“伏安法”部分接入该两点间.(注意滑动变阻器应调到使“伏安 法”部分所接的两点间阻值最小处)
【教师备用】 在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡额定电 压为2.5 V、电流为0.3 A.
答案: (1)见解析 (2)甲 (3)见解析 (4)增大 (5)D
方法技巧 处理图像及实物图连线的技巧
(1)在描绘小灯泡的伏安特性曲线时,要注意一定要用平滑的曲线,当某
个(或某些)测量数据出现明显错误时,要舍掉.
(2)小灯泡的伏安特性曲线(以I-U关系图线为例)上各点切线斜率的倒数
不表示小灯泡在该电压下的电阻,此时计算小灯泡的电阻一定要使用电
2.80 30.0
E.滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω ,允许最大电流2 A)
F.电源(电动势6 V,内阻不计)
G.开关,导线
(1)该同学做实验时,电压表选用的是
,电流表选用的
是
.(填器材前字母)
(2)请在图(甲)所示的框内画出测量时使用的电路图.
(3)根据表中数据,在图(乙)所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线.
实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
实验基础 热点定位 跟踪训练
实验基础·理解落实
夯基础
●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图像在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. 5.误差较大的点要舍去,I-U图像应是平滑曲线. ●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.
D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线连接起来,得出小灯泡的
伏安特性曲线
步骤
错误,修正
.
步骤
错误,修正
.
解析: (3)步骤B不妥,闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻
值为零;步骤D有错,应按所测数据,在坐标纸上描点,并将各点用一条平滑
的曲线连接起来.
答案: (3)见解析
热点二 实验连图与数据处理
(4)由伏安特性曲线知,该小灯泡的电阻随电压的升高而 “增大”“减小”或“不变”). (5)根据伏安特性曲线,可判断出图(4)中正确的关系图像是 中P为小灯泡的功率,I为通过小灯泡的电流).
(选填 (图
〚核心点拨〛 (1)I-U图线的斜率变化反映了小灯泡电阻倒数的变化. (2)根据P=I2R,分析P-I2图线的形状. 解析: (1)如图(a)所示.
方法技巧 器材和电路选择方法 (1)电流表和电压表的选择 ①根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择. ②根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择. ③根据电源的参数进行选择. (2)滑动变阻器的选择 ①当采用分压式接法时,一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑 动变阻器. ②当采用限流式接法时,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的 滑动变阻器.
I/mA
0
0.9 2.3 4.3
实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0～3 V,内阻约20 kΩ )
B.电压表(量程0～15 V,内阻约100 kΩ )
C.电流表(量程0～50 mA,内阻约40 Ω )
D.电流表(量程0～0.6 A,内阻约2 Ω )
1.60 6.8
2.00 12.0
2.40 19.0
.
A.①和③
B.①和④
C.②和③
D.②和④
解析:(3)根据 P=UI 可知 I= P ,即 P-U 图像的斜率为电流 I,I-U 图像的斜率的 U
倒数为电阻 R,由(乙)图可知随电压的增大通过导体的电流越大,P-U 图像的斜 率应随电压的增大而增大,故②正确;由(乙)图可知随电压的增大导体的电阻
增大,故 U 越大,所以 I-U 图像的斜率随电压的增大而减小,故③正确,应选 C. I
答案: (1)D E
(2)据实验数据,计算并描绘出了R-U的图像,如图(甲)所示.由图像可知,当
所加电压为3 V时,灯泡实际消耗的电功率为
W.假设灯丝电阻R与其
温度t的关系是R=k(t+273)(k为比例系数),室温为27 ℃,可知该灯泡正常
发光时,灯丝的温度约为
℃.
解析: (2)当电压为 3 V 时,由图可知小灯泡的电阻为 11.5 Ω,故此时小 灯泡消耗的实际功率为 P= U 2 = 9 W=0.78 W;由图可知当不通电时小灯
(填字母).
解析：(2)两节干电池电动势为3 V,电压表量程选择3 V,最小刻度为0.1 V,读为1.50 V,灯泡功率为P=UI=1.50×0.16 W=0.24 W. (3)在伏安特性曲线中,电阻大小为 r= 1 = 1 ,且通电时间越长,电阻越
kI U
大,图线上某点与原点连线的斜率越小,选项 C 正确.
【例2】 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中. (1)某同学通过实验得到了8组数据,且已经描在了图(1)所示的I-U坐标 系中,请在图(1)中画出小灯泡的伏安特性曲线.
(2)图(2)中,该实验正确的实验电路图是
(选填“甲”或“乙”).
(3)根据所选电路图,请在图(3)中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成 完整的实验电路.
新题体验
某实验小组要描绘一个标有“3.8 V,1 W”的小灯泡RL的R-U曲线,除了导线 和开关外,还有以下一些器材可供选择: A.电压表V(量程5 V,内阻约为5 kΩ ) B.直流电源E(电动势4.5 V,内阻不计) C.电流表A1(量程150 mA,内阻约为2 Ω ) D.电流表A2(量程300 mA,内阻约为1 Ω ) E.滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω ) F.滑动变阻器R2(阻值0～200 Ω )
(2)观察小灯泡的I-U图像,可以看出实验是从电压为零时开始描点,说明 电压从零开始调节,所以滑动变阻器应采用分压式接法,因此甲电路正确. (3)电路实物连接图如图(b)所示. (4)由小灯泡的伏安特性曲线可知, I 随电压增大
U
逐渐减小,而 I = 1 ,则小灯泡电阻变大. UR
(5)根据电功率表达式P=I2R可知,图像P-I2的斜率即为小灯泡的电阻,由 于电阻随功率增大而增大,因此应选D.
(1)实验中为较准确测量、方便调节,电流表应选用
选用
.(填写器材前字母)
,滑动变阻器应
解析:(1)待测小灯泡为“3.8 V,1 W”,故其额定电流为 I= P = 1 A= U 3.8
0.26 A,故电流表只能选择 D;要描绘小灯泡 RL 的 R-U 曲线,电压要从 0 开 始连续可调,故滑动变阻器采用分压式接法,而分压接法时滑动变阻器的 阻值越小越便于调节,故选 E.
阻的定义式R= U,而不能使用表达式R= (只 U 有当I和U为线性关系时
I
I
二者才相等).
(3)实物图连线的技巧
①总的原则:先串后并,接线到柱,注意量程和正负.
②对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开始,把电源、开关、
滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线 柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处).
(1)电压表应选
,电流表应选
.(填器材前的字母)
解析: (1)由“3 V,1.5 W”字样,得I= P =0.5 A,故电压表应选E,电流表
选C.
U
答案: (1)E C
(2)在该实验中,设计了如图所示的四个电路,为了减小误差,应选取的电