《高考物理 第7章 恒定電流 實驗六 描繪小燈泡的伏安特性曲線》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理 第7章 恒定電流 實驗六 描繪小燈泡的伏安特性曲線（39頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、實驗實驗六六描繪小描繪小燈泡燈泡的伏安特性曲線的伏安特性曲線注意事項注意事項1.電流表外接法：電流表外接法：本實驗中被測小本實驗中被測小燈泡燈泡燈絲的電阻值較小，因燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法。此測量電路必須采用電流表外接法。2.滑動變阻器應采用分壓式連接滑動變阻器應采用分壓式連接本實驗要作出本實驗要作出IU圖象，要求測出一組包括零在內的電流、電圖象，要求測出一組包括零在內的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。壓值，故控制電路必須采用分壓接法。3.保護元件安全：保護元件安全：為保護元件不被燒毀，開關閉合前變阻器滑為保護元件不被燒毀，開關閉合前變阻器滑片應位于圖中的片

2、應位于圖中的a端。加在小端。加在小燈泡燈泡兩端的電壓不要超過其額兩端的電壓不要超過其額定電壓。定電壓。誤差分析誤差分析1.由于電壓表不是理想電表，內阻并非無窮大，對電路的影響由于電壓表不是理想電表，內阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值。流值大于真實值。2.測量時讀數(shù)帶來誤差。測量時讀數(shù)帶來誤差。3.在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。熱點一實驗原理的理解和電路的連接熱點一實驗原理的理解和電路的連接【例【例1】有一個小有一個小燈泡燈泡上標有上標有“4 V，2 W”

3、的字樣，現(xiàn)在要用的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個伏安法描繪這個燈泡燈泡的的IU圖線，現(xiàn)有下列器材供選用：圖線，現(xiàn)有下列器材供選用：A.電壓表電壓表(05 V，內阻，內阻10 k)B.電壓表電壓表(015 V，內阻，內阻20 k)C.電流表電流表(03 A，內阻，內阻0.4 )D.電流表電流表(00.6 A，內阻，內阻1.0 )E.滑動變阻器滑動變阻器(10 ，2 A)F.滑動變阻器滑動變阻器(500 ，1 A)G.學生電源學生電源(直流直流6 V)、開關、導線若干、開關、導線若干(1)實驗時，選用圖甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明實驗時，選用圖甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由

4、：理由：_。圖圖1(2)實驗中所用電壓表應選用實驗中所用電壓表應選用_，電流表應選用，電流表應選用_，滑動變阻器應選用滑動變阻器應選用_。(用序號字母表示用序號字母表示)(3)把圖把圖2中所示的實驗器材按圖中所示的實驗器材按圖1用筆畫線代替導線連接成實物電用筆畫線代替導線連接成實物電路圖。路圖。圖圖2(3)按圖按圖1連接實物電路，如圖所示。連接實物電路，如圖所示。答案答案(1)描繪描繪燈泡燈泡的的IU圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)取幾組數(shù)據(jù)(2)ADE(3)見解析圖見解析圖【變式訓練】【變式訓練】1.(2016江西上饒中學一模江西上饒中學一模)在在“描繪

5、小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，除標有的實驗中，除標有“6 V、1.5 W”的小燈泡、導線和開關外，的小燈泡、導線和開關外，還有：還有：A.直流電源直流電源6 V(內阻不計內阻不計)B.直流電流表直流電流表03 A(內阻內阻0.1 以下以下)C.直流電流表直流電流表0300 mA(內阻約為內阻約為5 )D.直流電壓表直流電壓表015 V(內阻約為內阻約為15 k)E.滑動變阻器滑動變阻器“10 2 A”F.滑動變阻器滑動變阻器“1 k0.5 A”實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能多測幾次。實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能多測幾次。圖圖3(1)實驗中電流表應

6、選用實驗中電流表應選用_，滑動變阻器應選用，滑動變阻器應選用_。(均用序號表示均用序號表示)(2)試按要求在虛線方框試按要求在虛線方框3甲中畫出電路圖。甲中畫出電路圖。(3)根據(jù)電路圖將圖乙中所示器材連成實驗電路。根據(jù)電路圖將圖乙中所示器材連成實驗電路。解析解析(1)小燈泡的額定電流為小燈泡的額定電流為0.25 A，估算其電阻為，估算其電阻為24 ，故，故為精確測量，電流表選為精確測量，電流表選C；為方便調節(jié)，滑動變阻器選；為方便調節(jié)，滑動變阻器選E。(2)小燈泡內阻較小，故電流表采用外接法，滑動變阻器電阻相小燈泡內阻較小，故電流表采用外接法，滑動變阻器電阻相對燈泡較小，小燈泡兩端的電壓又要從

7、零開始調節(jié)，故滑動變對燈泡較小，小燈泡兩端的電壓又要從零開始調節(jié)，故滑動變阻器選用分壓式接法。阻器選用分壓式接法。(3)實物圖連接可以根據(jù)分壓式接法先把滑動變阻器下面兩個接實物圖連接可以根據(jù)分壓式接法先把滑動變阻器下面兩個接線柱直接連在電源和開關兩端，再考慮小燈泡和電流表串聯(lián)的線柱直接連在電源和開關兩端，再考慮小燈泡和電流表串聯(lián)的一端接在滑動變阻器的上接線柱上，另一端接在開關離電源遠一端接在滑動變阻器的上接線柱上，另一端接在開關離電源遠的那個接線柱上，最后連接電壓表。的那個接線柱上，最后連接電壓表。(要注意電流進出電表必須要注意電流進出電表必須正進負出正進負出)答案答案(1)CE(2)如圖所示

8、如圖所示(3)如圖所示如圖所示熱點二實驗數(shù)據(jù)處理與分析熱點二實驗數(shù)據(jù)處理與分析【例【例2】2015福建理綜，福建理綜，19(2)某學習小組探究一小電珠在不某學習小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖4甲所示，現(xiàn)已完成部分甲所示，現(xiàn)已完成部分導線的連接。導線的連接。實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導線在圖甲示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導線在圖甲實物接線圖中完成余下導線的連接；實物接線圖中完成余下導線的連接；圖圖4某次

9、測量，電流表指針偏轉如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為某次測量，電流表指針偏轉如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_A；該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將將_只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 V、內、內阻為阻為1 的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為總功率的值約為_W(保留兩位小數(shù)保留兩位小數(shù))。答案答案連線如圖連線如圖0.4442.25【變式訓練】【變式訓練】2.小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學為研究這一小燈泡燈

10、絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學為研究這一現(xiàn)象，用實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線。實驗可供選擇的現(xiàn)象，用實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線。實驗可供選擇的器材有：器材有：A.小燈泡小燈泡(2.5 V，1.2 W)B.電流表電流表(量程量程00.6 A，內阻，內阻r1 )C.電壓表電壓表(量程量程03 V，內阻未知，內阻未知)D.滑動變阻器滑動變阻器R2(05 ，額定電流，額定電流1 A)E.電源電源(E3 V，內阻不計，內阻不計)F.定值電阻定值電阻R0(阻值阻值6 )G.開關一個和導線若干開關一個和導線若干(1)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，且能盡量減小系統(tǒng)誤差，要求小燈泡兩端的電壓從零

11、開始變化，且能盡量減小系統(tǒng)誤差，在虛線框內畫出完整的實驗電路圖。在虛線框內畫出完整的實驗電路圖。圖圖5(2)按照正確的電路圖，該同學測得實驗數(shù)據(jù)如下：按照正確的電路圖，該同學測得實驗數(shù)據(jù)如下：I是電流表的是電流表的示數(shù)，示數(shù)，U是電壓表的示數(shù)，是電壓表的示數(shù)，U燈燈是小燈泡兩端的實際電壓。請通過是小燈泡兩端的實際電壓。請通過計算補全表格中的空格，然后在如圖計算補全表格中的空格，然后在如圖5坐標紙中畫出小燈泡的伏安坐標紙中畫出小燈泡的伏安特性曲線。特性曲線。I/A0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.48U/V0.08 0.15 0.25

12、0.40 0.60 0.90 1.30 1.85 2.50 3.00U燈燈/V 解析解析(1)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，故采用滑動變阻要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，故采用滑動變阻器的分壓式接法；本題電流表的內阻已知為器的分壓式接法；本題電流表的內阻已知為1 ，其內壓降可算，其內壓降可算出，為了盡量減小系統(tǒng)誤差，故采用電流表內接法。實驗電路如出，為了盡量減小系統(tǒng)誤差，故采用電流表內接法。實驗電路如圖甲所示。圖甲所示。甲甲(2)小燈泡兩端的電壓等于電壓表的讀數(shù)減去電流表兩端的電壓。小燈泡兩端的電壓等于電壓表的讀數(shù)減去電流表兩端的電壓。因為電流表內阻為因為電流表內阻為1 ，故電流表兩端的

13、電壓值與電流表的讀數(shù)相，故電流表兩端的電壓值與電流表的讀數(shù)相等。等。I/A0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.48U/V0.08 0.15 0.25 0.40 0.60 0.90 1.30 1.85 2.50 3.00U燈燈/V 0.03 0.05 0.10 0.20 0.35 0.60 0.95 1.45 2.05 2.52小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。乙乙答案答案見解析見解析熱點三實驗的拓展與創(chuàng)新熱點三實驗的拓展與創(chuàng)新以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不以本實驗為背景，通過改變實驗

14、條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點。脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點。1.以實驗原理及實驗方法為基礎，探究小燈泡功率與電壓的關系。以實驗原理及實驗方法為基礎，探究小燈泡功率與電壓的關系。2.實驗對象的變遷實驗對象的變遷3.數(shù)據(jù)處理方式的改進數(shù)據(jù)處理方式的改進采用采用“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進行實驗數(shù)據(jù)的采集和處理。數(shù)字化實驗系統(tǒng)進行實驗數(shù)據(jù)的采集和處理。【例【例3】2015廣東理綜，廣東理綜，34(2)某實驗小組研究兩個未知元件某實驗小組研究兩個未知元件X和和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內阻約為內阻

15、約為3 k)、電、電流表流表(內阻約為內阻約為1 )、定值電阻等。、定值電阻等。圖圖6使用多用電表粗測元件使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇的電阻。選擇“1”歐姆擋測量，示歐姆擋測量，示數(shù)如圖數(shù)如圖6(a)所示，讀數(shù)為所示，讀數(shù)為_。據(jù)此應選擇圖。據(jù)此應選擇圖6中的中的 _(填填“b”或或“c”)電路進行實驗。電路進行實驗。連接所選電路，閉合連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸流表的示數(shù)逐漸_(填填“增大增大”或或“減小減小”)；依次記錄電；依次記錄電流及相應的電壓；將元件流及相應的電壓；將元件X換成元件換成元件Y，重復實驗。

16、，重復實驗。圖圖7圖圖7(a)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由圖可判斷元件圖線，由圖可判斷元件_(填填“X”或或“Y”)是非線性元件。是非線性元件。該小組還借助該小組還借助X和和Y中的線性元件和阻值中的線性元件和阻值R21 的定值電阻，的定值電阻，測量待測電池的電動勢測量待測電池的電動勢E和內阻和內阻r，電路如圖，電路如圖7(b)所示。閉合所示。閉合S1和和S2，電壓表讀數(shù)為，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開；斷開S2，讀數(shù)為，讀數(shù)為1.00 V，利用圖，利用圖7(a)可算得可算得E_V，r_(結果均保留兩位有結果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表效數(shù)字，視電壓表為理想

17、電壓表)。解析解析歐姆表的讀數(shù)歐姆表的讀數(shù)R示數(shù)示數(shù)倍率，得倍率，得R10 ；根據(jù)實驗；根據(jù)實驗電路產生誤差的原因知應選用電流表外接，故選擇電路產生誤差的原因知應選用電流表外接，故選擇“b”電路進電路進行實驗。行實驗?；瑒幼冏杵鞯幕瑒幼冏杵鞯幕琍從左向右滑動，從左向右滑動，R左左增大，待測電阻兩端增大，待測電阻兩端的電壓增大，所以電流表的示數(shù)增大。的電壓增大，所以電流表的示數(shù)增大。根據(jù)伏安特性曲線知，根據(jù)伏安特性曲線知，X為線性元件，為線性元件，Y為非線性元件，且為非線性元件，且RX10 。由閉合電路歐姆定律：由閉合電路歐姆定律：答案答案10b增大增大Y3.20.50【變式訓練】【變式訓

18、練】3.2013年年12月月14日晚上日晚上9點點14分左右嫦娥三號月球探測器平穩(wěn)降落分左右嫦娥三號月球探測器平穩(wěn)降落在月球虹灣，并在在月球虹灣，并在4分鐘后展開太陽能電池帆板。這是中國航天分鐘后展開太陽能電池帆板。這是中國航天器第一次在地外天體成功軟著陸，中國成為繼美國、前蘇聯(lián)之器第一次在地外天體成功軟著陸，中國成為繼美國、前蘇聯(lián)之后第三個實現(xiàn)月面軟著陸的國家。太陽能電池在有光照時，可后第三個實現(xiàn)月面軟著陸的國家。太陽能電池在有光照時，可以將光能轉化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件。以將光能轉化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件。某實驗小組用測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法

19、，探究一個某實驗小組用測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時太陽能電池在沒有光照時(沒有儲存電能沒有儲存電能)的的IU特性。所用的特性。所用的器材包括：太陽能電池，電源器材包括：太陽能電池，電源E，電流表，電流表A，電壓表，電壓表V，滑動變，滑動變阻器阻器R，開關，開關S及導線若干。及導線若干。(1)為了達到上述目的，應選用圖為了達到上述目的，應選用圖8中的哪個電路圖：中的哪個電路圖：_(填填“甲甲”或或“乙乙”)。圖圖8(2)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖9所示的所示的IU圖象。由圖可知，當電壓小于圖象。由圖

20、可知，當電壓小于2.0 V時，太陽能電池的電阻時，太陽能電池的電阻_(填填“很大很大”或或“很小很小”)；當電壓為；當電壓為2.8 V時，太陽能電時，太陽能電池的電阻約為池的電阻約為_。(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)圖圖9答案答案(1)甲甲(2)很大很大1.01031.在做在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗時，所用器材有：的實驗時，所用器材有：電動勢為電動勢為6 V的電源，額定電壓為的電源，額定電壓為2.5 V的小燈泡，以及符合實的小燈泡，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電流表、電壓表、開關和導線，要求能驗要求的滑動變阻器、電流表、電壓表、開關和導線，要求能測出

21、盡可能多的數(shù)據(jù)，圖測出盡可能多的數(shù)據(jù)，圖10甲所示是沒有連接完的實物電路。甲所示是沒有連接完的實物電路。(已連接好的導線有已連接好的導線有a、b、c、d、e、f六根六根)圖圖10(1)請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整。請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整。(2)連好電路，閉合開關，移動滑片連好電路，閉合開關，移動滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為到某處，電壓表的示數(shù)為2.2 V，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向向_(填填“左左”或或“右右”)端滑動。端滑動。(3)通過移動滑片通過移動滑片P，分別記下了多組對應的電壓表和電流表示，分別記下了多組對應

22、的電壓表和電流表示數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的UI圖線，根據(jù)圖線，根據(jù)UI圖線提供的圖線提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率為信息，可計算出小燈泡的額定功率為_W。(4)小燈泡的小燈泡的UI圖線是曲線而不是過原點的直線，原因是圖線是曲線而不是過原點的直線，原因是_。解析解析(1)小燈泡的電阻很小，因此采用電流表外接法；實驗時，小燈泡的電阻很小，因此采用電流表外接法；實驗時，要求小燈泡兩端電壓從要求小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到額定電壓，滑動變阻器應逐漸增大到額定電壓，滑動變阻器應采用分壓式接法。實物電路如答案圖所示。采用分壓式接法。實物電路如答案圖所示。(2)將滑片將滑片

23、P向右端滑動，可以增大燈泡兩端的電壓。向右端滑動，可以增大燈泡兩端的電壓。(3)根據(jù)根據(jù)UI圖象可知，圖象可知，U2.5 V時，時，I0.2 A，所以小燈泡的，所以小燈泡的額定功率為額定功率為PUI0.5 W。(4)UI圖線上各點與原點連線的斜率表示燈絲的電阻，圖線是圖線上各點與原點連線的斜率表示燈絲的電阻，圖線是曲線而不是過原點的直線，這是因為燈絲的電阻會隨溫度的升曲線而不是過原點的直線，這是因為燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大。高而增大。答案答案(1)如圖所示如圖所示(2)右右(3)0.5(4)燈絲的電阻會隨溫度的升燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大高而增大2.在在“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪

24、小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中。的實驗中。(1)某同學通過實驗得到了某同學通過實驗得到了8組數(shù)據(jù)，且已經描在了圖組數(shù)據(jù)，且已經描在了圖11所示的所示的IU坐標系中，請在圖坐標系中，請在圖11中畫出小燈泡的伏安特性曲線。中畫出小燈泡的伏安特性曲線。(2)請在圖請在圖12中選出該實驗正確的實驗電路圖：中選出該實驗正確的實驗電路圖：_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)。圖圖11圖圖12(3)根據(jù)所選電路圖，請在圖根據(jù)所選電路圖，請在圖13中用筆畫線代替導線，把實驗儀器中用筆畫線代替導線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路。連接成完整的實驗電路。圖圖13(4)由伏安特性曲線知，該小燈泡的電阻隨電壓的升高而由

25、伏安特性曲線知，該小燈泡的電阻隨電壓的升高而_(選選填填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”)。(5)根據(jù)伏安特性曲線，可判斷出圖中正確的關系圖象是根據(jù)伏安特性曲線，可判斷出圖中正確的關系圖象是_(圖中圖中P為小燈泡的功率，為小燈泡的功率，I為通過小燈泡的電流為通過小燈泡的電流)。解析解析(1)如圖如圖a所示。所示。(2)觀察小燈泡的觀察小燈泡的IU圖象，可以看出實驗是從電壓為零時開始圖象，可以看出實驗是從電壓為零時開始描點，說明電壓從零開始調節(jié)，所以滑動變阻器應采用分壓式描點，說明電壓從零開始調節(jié)，所以滑動變阻器應采用分壓式接法，因此甲圖所示電路正確。接法，因此甲圖所示電路正確。(3)電路實物連接圖如圖電路實物連接圖如圖b所示。所示。答案答案(1)圖見解析圖見解析(2)甲甲(3)圖見解析圖見解析(4)增大增大(5)D