第2章 實(shí)驗(yàn)1　測繪小燈泡的伏安特性曲線

1、.實(shí)驗(yàn)1測繪小燈泡的伏安特性曲線學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1.理解電流表的內(nèi)接法和外接法，并會進(jìn)展正確選擇2.理解滑動變阻器的兩種接法，能進(jìn)展正確地應(yīng)用3.學(xué)會描繪小燈泡的伏安特性曲線并掌握分析圖線的方法自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知知識探究一、電流表的內(nèi)接法和外接法的比較1兩種接法的比較內(nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)UVURUAUR電流表示數(shù)IAIRR測R真電壓表示數(shù)UVUR電流表示數(shù)IAIRIVIRR測時，電流表用內(nèi)接法，當(dāng)Rx時，電流表用外接法，當(dāng)Rx時，兩種接法效果一樣3試觸法：如圖1，把電壓表的可動接線端分別試接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，假設(shè)電流表的示數(shù)變化明顯，說明電壓表的分流作用對電路

2、影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法，假設(shè)電壓表的示數(shù)有明顯變化，說明電流表的分壓作用對電路影響大，所以應(yīng)選外接法圖1二、滑動變阻器兩種接法的比較限流式分壓式電路組成變阻器接入電路的特點(diǎn)采用“一上一下的接法采用“兩下一上的接法調(diào)壓范圍E不計(jì)電源內(nèi)阻0E不計(jì)電源內(nèi)阻適用情況負(fù)載電阻的阻值Rx與滑動變阻器的總電阻R相差不大，或R稍大，且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起1要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開場連續(xù)可調(diào)2負(fù)載電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大于滑動變阻器的總電阻R三、測繪小燈泡的伏安特性曲線圖21實(shí)驗(yàn)原理用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組U，I值，在IU坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點(diǎn)，用一條

3、平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來，即得小燈泡的伏安特性曲線，電路圖如圖2所示2實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生電源46 V直流或電池組、小燈泡“4V0.7 A或“3.8 V0.3 A、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干、鉛筆、坐標(biāo)紙3實(shí)驗(yàn)步驟1根據(jù)小燈泡上所標(biāo)的額定值，確定電流表、電壓表的量程，按圖2所示的電路圖連接好實(shí)物圖注意開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器與小燈泡并聯(lián)部分電阻為零2閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表、電壓表有較小的明顯示數(shù)，記錄一組電壓U和電流I.3用同樣的方法測量并記錄幾組U和I，填入下表次數(shù)12345678電壓U/V電流I/A4斷開開關(guān)，整理好器材4數(shù)據(jù)處理1在坐標(biāo)紙上以U為橫軸、I為縱軸建立直

4、角坐標(biāo)系2在坐標(biāo)紙中描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn)3將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線5實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析1結(jié)果：描繪出的小燈泡燈絲的伏安特性曲線不是直線，而是向橫軸彎曲的曲線2分析：燈泡燈絲的電阻隨溫度變化而變化曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變大，說明小燈泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大6本卷須知1因IU圖線是曲線，本實(shí)驗(yàn)要測出多組包括零在內(nèi)的電壓值、電流值，因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法2由于小燈泡的電阻較小，故采用電流表外接法3畫IU圖線時縱軸、橫軸的標(biāo)度要適中，使所描繪圖線占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜，不要畫成折線，應(yīng)該用平滑的曲線連接，對個別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去典例剖析有一個小燈泡

5、上標(biāo)有“4 V,2 W的字樣，現(xiàn)要描繪這個燈泡的伏安特性曲線有以下器材供選用：A電壓表05 V，內(nèi)阻約為10 kB電壓表010 V，內(nèi)阻約為20 kC電流表00.3 A，內(nèi)阻約為1 D電流表00.6 A，內(nèi)阻約為0.4 E滑動變阻器10 ，2 AF學(xué)生電源直流6 V還有電鍵、導(dǎo)線假設(shè)干1實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用_填A(yù)或B，電流表應(yīng)選用_填C或D2實(shí)驗(yàn)時要求燈泡電壓從零開場并盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖【解析】1小燈泡的額定電壓為4 V，額定電流為0.5 A，正常工作時電阻為8 ，所以電壓表選A，電流表選D.2小燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法；實(shí)驗(yàn)時要求燈泡電壓

6、從零開場變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法實(shí)驗(yàn)電路如下圖【答案】1AD2電路如下圖某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 A字樣的小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)、繪制曲線盡量準(zhǔn)確可供選擇的器材除小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V，量程05 V，內(nèi)阻約5 k電流表A1，量程0500 mA，內(nèi)阻約0.5 電流表A2，量程0100 mA，內(nèi)阻約4 滑動變阻器R1，最大阻值10 ，額定電流2.0 A滑動變阻器R2，最大阻值100 ，額定電流1.0 A直流電源E，電動勢約6 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)1上述器材中，電流表應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_填寫所選器材后的字母2請將圖3虛線框內(nèi)圖所示的實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)畫完

7、好圖3圖43該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得出了小燈泡的IU圖象如圖4所示由圖可知，隨著電壓的增加，小燈泡的電阻逐漸_選填“增大或“減?。划?dāng)小燈泡上的電壓為3.00 V時，小燈泡的電阻是_結(jié)果保存2位有效數(shù)字【解析】明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)給出的儀表進(jìn)展選擇；明確實(shí)驗(yàn)電路的接法，知道本實(shí)驗(yàn)采用電流表外接法和滑動變阻器分壓接法；根據(jù)圖象可明確電阻的變化，再確定電壓為3.00 V時的電流，由歐姆定律求解電阻大小1因?yàn)樾襞莸念~定電流為0.3 A，應(yīng)選用電流表A1，為了便于操作，滑動變阻器采用較小的，即R1；2燈泡的電阻較小，和電流表的內(nèi)阻相接近，故采用電流表的外接法，如下圖：3IU圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，那么可

8、知，燈泡內(nèi)阻隨電壓的增大而增大；當(dāng)電壓為3.00 V時，電流約為0.28 A，故電阻為：R11 .【答案】1A1R12見解析圖3增大11當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1.如圖5是某同學(xué)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)描繪的一個小燈泡的伏安特性曲線，分析該曲線，以下說法正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號：52592059】圖5A小燈泡的伏安特性曲線的斜率隨著電壓的升高而增大B小燈泡燈絲的電阻隨著電壓的升高而增大C歐姆定律適用于小燈泡，所以小燈泡是個線性元件D小燈泡燈絲的電阻隨著電壓的升高而減小B由圖象可知小燈泡的伏安特性曲線的斜率隨著電壓的升高而減小，A錯誤；小燈泡的電阻隨著電壓的升高而增大，B正確，D錯誤；小燈泡的伏安特性曲線是曲線，

9、不是過原點(diǎn)的直線，所以小燈泡不是線性元件，歐姆定律只對小燈泡的某一狀態(tài)適用，C錯誤2現(xiàn)要測定一個額定電壓為4 V、電阻約為10 設(shè)電阻不變的小燈泡的伏安特性曲線要求所測電壓范圍為0.14 V.現(xiàn)有器材：直流電源E電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計(jì)，電壓表V量程4.5 V，內(nèi)阻約為4102，電流表A1量程250 mA，內(nèi)阻約為2 ，電流表A2量程500 mA，內(nèi)阻約為1 ，滑動變阻器R最大阻值約為30 ，開關(guān)S，導(dǎo)線假設(shè)干假如既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是_，如圖6所示的甲、乙兩個電路應(yīng)該選用的是_圖6【解析】小燈泡的額定電流約為IA0.4 A，故電流表應(yīng)選用A2；小燈泡的電阻R

10、約為10 ，電流表A2內(nèi)阻約為1 ，電壓表內(nèi)阻約為400 ，故應(yīng)選電流表外接法，即電路圖甲【答案】A2甲3“描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：A小燈泡額定電壓為3.8 V，額定電流約為0.3 AB電流表A00.6 A，內(nèi)阻約為0.5 C電壓表V06 V，內(nèi)阻約為5 kD滑動變阻器R1010 ，2 AE滑動變阻器R20100 ，0.2 AF電源6 V，內(nèi)阻不計(jì)G開關(guān)及導(dǎo)線假設(shè)干1實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器選_填“R1或“R22該同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)測量電路，通過改變滑動變阻器滑片的位置，使電流表的讀數(shù)從零開場變化，記錄多組電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I.請?jiān)趫D7甲中用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)電路連接

11、完好圖73該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的UI圖象，根據(jù)圖象可知小燈泡的電阻隨著電流的增大而_選填“增大“減小或“不變【解析】“描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)應(yīng)該設(shè)計(jì)成分壓電路，滑動變阻器選擇阻值范圍小的R1.由于小燈泡電阻小，采用電流表外接電路根據(jù)圖象可知小燈泡的電阻隨著電流的增大而增大【答案】1R12如下圖3增大4有一個小燈泡上標(biāo)有“4 V2 W的字樣，如今要用伏安法描繪這個燈泡的IU圖線現(xiàn)有以下器材供選用：A電壓表05 V，內(nèi)阻10 kB電壓表015 V，內(nèi)阻20 kC電流表03 A，內(nèi)阻1 D電流表00.6 A，內(nèi)阻0.4 E滑動變阻器10 ，2 AF滑動變阻器500 ，1 AG學(xué)生

12、電源直流6 V、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干1實(shí)驗(yàn)時，選用圖8甲而不選用圖8乙的電路圖來完成實(shí)驗(yàn)，請說明理由：_.圖82實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_用序號字母表示3把圖8丙中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖【解析】1因?qū)嶒?yàn)?zāi)康氖且枥L小燈泡的伏安特性曲線，需要屢次改變小燈泡兩端的電壓，故采用甲圖所示的分壓式電路適宜，這樣電壓可以從零開場調(diào)節(jié)，且能方便地測多組數(shù)據(jù)2因小燈泡額定電壓為4 V，那么電壓表選05 V的電壓表A，而舍棄015 V的電壓表B，因?yàn)?5 V的量程太大，讀數(shù)誤差大小燈泡的額定電流I A0.5 A，那么電流表選D.由于采用分壓式電路，且小燈泡電阻為R8

13、，故滑動變阻器選用E.3小燈泡電阻為電流表內(nèi)阻的20倍，電壓表內(nèi)阻是小燈泡電阻的1 250倍，故電流表采用外接法【答案】1描繪燈泡的IU圖線所測數(shù)據(jù)需從零開場，并要多取幾組數(shù)據(jù)2ADE3如下圖5圖9甲為“測繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，小燈泡的額定電壓為3 V.圖91在圖9乙方框圖中畫出與實(shí)物電路相對應(yīng)的電路圖2完成以下實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，滑片應(yīng)停留在滑動變阻器的最_選填“左或“右端；閉合開關(guān)后，逐漸挪動滑動變阻器的滑片，增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓到達(dá)額定電壓；記錄如下8組U和I的數(shù)據(jù)，斷開開關(guān)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖9丙方格紙上作出

14、小燈泡燈絲的伏安特性曲線編號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205小燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光3數(shù)據(jù)分析：從圖線上可以得知，當(dāng)電壓逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是_圖線說明導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而_小燈泡正常工作時的電阻約為_保存到小數(shù)點(diǎn)后一位【解析】1與實(shí)物電路相對應(yīng)的電路圖如下圖2為保護(hù)電路平安，開關(guān)閉合之前，題圖甲中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于最左端根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出小燈泡的IU圖線如下圖3從圖線上可以得知，當(dāng)電壓逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是

15、先不變，后逐漸增大圖線說明導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大根據(jù)IU圖線可得電壓U3 V時，I0.205 A，所以小燈泡正常工作時的電阻約為R14.6 .【答案】1見解析圖2左見解析圖3先不變，后逐漸增大增大14.6 6在做“測繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)時，所用器材有：電動勢為6 V的電源，額定電壓為2.5 V的小燈泡，以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動變阻器、電表、開關(guān)和導(dǎo)線要求能測出盡可能多組數(shù)據(jù)，如圖10甲是沒有連接完的實(shí)物電路已連接好的導(dǎo)線有a、b、c、d、e、f六根【導(dǎo)學(xué)號：52592060】圖101請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路連接完好；2連好電路，閉合開關(guān)，挪動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)，那么故障的原因可能是_；3排除故障后閉合開關(guān)，挪動滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2 V，假設(shè)要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向_端滑動選填“左或“右；4圖乙中的圖線是曲線而不是過原點(diǎn)的直線，原因是_.【解析】1測繪小燈泡的伏安特性曲線要求滑動變阻器使用分壓式接法，這樣能使小燈泡兩端的電壓從零開場逐漸增大，小燈泡電阻與電流表內(nèi)阻往往相差不大，而且由于實(shí)物圖中已經(jīng)將電壓表負(fù)極與電流表和燈泡的左端連接好，只能將電壓表與燈泡直接并聯(lián)，采用電流表的外接法，這樣誤差較小