高三物理第七章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)八 描繪小燈泡的伏安特性曲線

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1、實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線. .【實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】 用電流表和電壓表測(cè)出燈泡在不同電壓下的電流用電流表和電壓表測(cè)出燈泡在不同電壓下的電流,建立建立I IU U坐標(biāo)系坐標(biāo)系,描點(diǎn)連成直線或平滑曲線即得到小描點(diǎn)連成直線或平滑曲線即得到小燈泡的伏安特性曲線燈泡的伏安特性曲線. 為了盡可能多取些數(shù)據(jù)點(diǎn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差為了盡可能多取些數(shù)據(jù)點(diǎn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選應(yīng)選用電流表外接法用電流表外接法,滑動(dòng)變阻器分壓接法電路滑動(dòng)變阻器分壓接法電路,因?yàn)樾粢驗(yàn)樾襞莸碾娮柚递^小泡的電阻值較小.

2、 【實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材】 小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、導(dǎo)小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、坐標(biāo)紙線、開(kāi)關(guān)、坐標(biāo)紙.【實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟】 1. 1.連接電路連接電路 將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖1 1所示電路所示電路. .圖圖1 1 2.2.測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流 (1)(1)閉合開(kāi)關(guān)閉合開(kāi)關(guān)S S前前, ,滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到最左端滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到最左端, ,以使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)小燈泡電壓能從以使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)小燈泡電壓能從0 0開(kāi)始變化

3、開(kāi)始變化; ;同時(shí)同時(shí), ,這樣做也防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)小燈泡兩端電壓過(guò)大而這樣做也防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)小燈泡兩端電壓過(guò)大而燒壞燈絲燒壞燈絲. . (2) (2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭的位置移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭的位置, ,測(cè)出測(cè)出1212組不同的組不同的電壓值電壓值U U和電流值和電流值I I, ,并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格. .V/UA/I 3.3.畫(huà)出伏安特性曲線畫(huà)出伏安特性曲線 (1)(1)在坐標(biāo)紙上以在坐標(biāo)紙上以U U為橫軸、以為橫軸、以I I為縱軸為縱軸, ,建立坐標(biāo)建立坐標(biāo)系系. . (2) (2)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)( (坐標(biāo)系坐標(biāo)系縱

4、軸和橫軸的標(biāo)度要適中縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中, ,以使所描圖線充分占據(jù)整以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜個(gè)坐標(biāo)紙為宜) ) (3) (3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)就得到小燈將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)就得到小燈泡的伏安特性曲線泡的伏安特性曲線. . 4.4.拆除電路拆除電路, ,整理儀器整理儀器 交流與思考交流與思考: :描繪出小燈泡的伏安特性曲線后描繪出小燈泡的伏安特性曲線后, ,曲曲線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲線的斜率是否表示小燈泡在該電線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲線的斜率是否表示小燈泡在該電壓下的電阻值壓下的電阻值? ?若是若是, ,說(shuō)明理由說(shuō)明理由; ;若不是若不是, ,如何表示該如何表示該電壓下的電

5、阻值電壓下的電阻值? ? 由于電阻的定義式為由于電阻的定義式為R R= ,= ,而不是而不是R R= ,= ,只有只有U U與與I I為線性關(guān)系時(shí)為線性關(guān)系時(shí) 才等于才等于 , ,在在U U與與I I為非為非線性關(guān)系時(shí)線性關(guān)系時(shí) , ,所以各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲線斜率并所以各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲線斜率并不表示該電壓下的電阻值不表示該電壓下的電阻值. .該電壓下的電阻值應(yīng)等于該電壓下的電阻值應(yīng)等于該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流的比值該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流的比值. .提示提示:IUIUIUIUIUIU【誤差分析誤差分析】 1. 1.由于電壓表不是理想電表由于電壓表不是理想電表, ,內(nèi)阻并非無(wú)窮大內(nèi)阻并非無(wú)窮大, ,對(duì)對(duì)電路的影響

6、會(huì)帶來(lái)誤差電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差. . 2. 2.在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差. . 交流與思考交流與思考: :觀察小燈泡的伏安特性曲線觀察小燈泡的伏安特性曲線, ,分析特分析特點(diǎn)點(diǎn), ,并說(shuō)明理由并說(shuō)明理由. . 提示提示: :由于小燈泡在電壓較低時(shí)沒(méi)有發(fā)光由于小燈泡在電壓較低時(shí)沒(méi)有發(fā)光, ,燈絲溫?zé)艚z溫度較低度較低, ,其電阻變化不明顯其電阻變化不明顯, ,所以在伏安特性曲線的所以在伏安特性曲線的開(kāi)始一段接近直線開(kāi)始一段接近直線. .但隨著電壓的不斷增大但隨著電壓的不斷增大, ,燈泡開(kāi)燈泡開(kāi)始發(fā)光始發(fā)光, ,溫度變化很大溫度變化很大, ,因此對(duì)應(yīng)電阻值也變化很大因

7、此對(duì)應(yīng)電阻值也變化很大, ,伏安特性曲線為曲線伏安特性曲線為曲線. .【注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)】 1. 1.電路的連接方式電路的連接方式 (1)(1)電流表應(yīng)采用外接法電流表應(yīng)采用外接法: :因?yàn)樾襞莸碾娮栎^小因?yàn)樾襞莸碾娮栎^小, ,與與0 00.6 A0.6 A電流表串聯(lián)時(shí)電流表串聯(lián)時(shí), ,電流表的分壓影響不能忽電流表的分壓影響不能忽略略. . (2) (2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接: :目的是為了使目的是為了使小燈泡兩端的電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化小燈泡兩端的電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化. . 2. 2.閉合電鍵閉合電鍵S S前前, ,滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到小燈泡分滑動(dòng)變阻器

8、觸頭應(yīng)移到小燈泡分得電壓為零的位置得電壓為零的位置, ,可以使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)小燈可以使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)小燈泡電壓能泡電壓能從零開(kāi)始變化從零開(kāi)始變化. .同時(shí)同時(shí), ,也為了防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)小燈也為了防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)小燈泡兩端電壓過(guò)大而燒壞燈絲泡兩端電壓過(guò)大而燒壞燈絲. . 3.3.I IU U圖線在圖線在U U=1.0 V=1.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲左右將發(fā)生明顯彎曲, ,故故在在U U=1.0 V=1.0 V左右測(cè)繪點(diǎn)要密左右測(cè)繪點(diǎn)要密, ,否則將出現(xiàn)很大誤差否則將出現(xiàn)很大誤差. . 4. 4.電流表選擇電流表選擇0.6 A0.6 A量程量程, ,電壓表量程選擇視小燈電壓表量程選擇視小燈泡的額定電壓

9、而定泡的額定電壓而定, ,即使用的若是即使用的若是“3.8 V,0.3 A”3.8 V,0.3 A”的小燈泡的小燈泡, ,選用電壓表的選用電壓表的15 V15 V量程量程, ,若使用若使用“2.5 V,2.5 V,0.6 A”0.6 A”的小燈泡的小燈泡, ,則選用電壓表的則選用電壓表的3 V3 V量程量程. . 5. 5.保持小燈泡電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加保持小燈泡電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加, ,到到額定值額定值, ,讀出讀出I I后立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān). . 6. 6.誤差較大的點(diǎn)要舍去誤差較大的點(diǎn)要舍去, ,I IU U應(yīng)是平滑曲線而非應(yīng)是平滑曲線而非折線折線. .典例剖析典例剖

10、析【例例1 1】 某同學(xué)做某同學(xué)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”實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn), ,實(shí)驗(yàn)室提供了下表中的器材實(shí)驗(yàn)室提供了下表中的器材. .小燈泡小燈泡L(L(額定電壓額定電壓2.5 V,2.5 V,額定電流額定電流250 mA) 250 mA) 直流電源直流電源E E( (電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)3 V,3 V,內(nèi)內(nèi)阻不計(jì)阻不計(jì)) )電流表電流表A A1 1( (量程量程300 mA,300 mA,內(nèi)阻內(nèi)阻約約0.5 )0.5 )電流表電流表A A2 2( (量程量程500 mA,500 mA,內(nèi)內(nèi)阻約阻約0.2 )0.2 )電壓表電壓表V V1 1( (量程量程3 V,3 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻

11、約3 k)3 k)電壓表電壓表V V2 2( (量程量程6 V,6 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約6 k)6 k)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器( (最大阻值約最大阻值約10 )10 )開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S,S,導(dǎo)線若干導(dǎo)線若干(1)(1)為了使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能小為了使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能小, ,應(yīng)選用的電流表是應(yīng)選用的電流表是 , ,電壓表是電壓表是 . .(2)(2)若該同學(xué)已正確選用器材若該同學(xué)已正確選用器材, ,并連接好部分實(shí)驗(yàn)并連接好部分實(shí)驗(yàn)電路電路. .如圖如圖2 2所示所示, ,請(qǐng)?jiān)趫D中完成其余的電路連接請(qǐng)?jiān)趫D中完成其余的電路連接, ,要求小燈泡兩端的電壓能在要求小燈泡兩端的電壓能在 0 02.5 V2.5 V范圍連續(xù)變

12、范圍連續(xù)變化化, ,且盡可能減少實(shí)驗(yàn)誤差且盡可能減少實(shí)驗(yàn)誤差. .圖圖2 2(3)(3)該同學(xué)在正確完成實(shí)驗(yàn)后得到如圖該同學(xué)在正確完成實(shí)驗(yàn)后得到如圖3 3所示的伏安所示的伏安特性曲線特性曲線, ,他從圖線中得到他從圖線中得到“通過(guò)小燈泡的電流隨電通過(guò)小燈泡的電流隨電壓的增大而增大壓的增大而增大”的規(guī)律的規(guī)律. .請(qǐng)你分析圖線再寫(xiě)出兩條請(qǐng)你分析圖線再寫(xiě)出兩條規(guī)律規(guī)律: :圖圖3 3a.a. ; ;b.b. . .答案答案 (1)A(1)A1 1 V V1 1(2)(2)如下圖所示如下圖所示(3)(3)通過(guò)小燈泡的電流與電壓的變化關(guān)系是非線性通過(guò)小燈泡的電流與電壓的變化關(guān)系是非線性關(guān)系關(guān)系; ;小

13、燈泡的電阻隨溫度的升高小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大而增大; ;小燈泡的小燈泡的功率隨電壓的增大而增大等功率隨電壓的增大而增大等【例例2 2】某課外學(xué)某課外學(xué)習(xí)小習(xí)小組想描繪標(biāo)有組想描繪標(biāo)有“4 V4 V、2 W”2 W”的小燈的小燈 泡的泡的U UI I圖象圖象, ,除導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外還備有以下器材可供除導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外還備有以下器材可供 選擇選擇: : A. A.電流表電流表( (量程量程0.6 A,0.6 A,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為1 )1 ) B. B.電流表電流表( (量程量程3.0 A,3.0 A,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為0.2 )0.2 ) C. C.電壓表電壓表( (量程量程5.0 V,5.0 V,

14、內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為5 k)5 k) D. D.電壓表電壓表( (量程量程15.0 V,15.0 V,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為15 k)15 k) E. E.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器( (最大阻值為最大阻值為200 ,200 ,額定電流額定電流100 mA)100 mA) F. F.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器( (最大阻值為最大阻值為10 ,10 ,額定電流額定電流1.0 A)1.0 A) G. G.電源電源( (電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為6.0 V,6.0 V,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為1.5 )1.5 )(1)(1)實(shí)驗(yàn)中所用的電流表應(yīng)選實(shí)驗(yàn)中所用的電流表應(yīng)選 ; ;電壓表選電壓表選 ; ;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 .(.(只

15、需填器材前面的字母代號(hào)只需填器材前面的字母代號(hào)) )(2)(2)將圖將圖4 4中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)所需的電路中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)所需的電路( (有兩根有兩根導(dǎo)線已經(jīng)接好導(dǎo)線已經(jīng)接好).).實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí), ,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于最該置于最 端端.(.(填填“左左”或或“右右”) )圖圖4 4(3)(3)經(jīng)過(guò)正確的操作經(jīng)過(guò)正確的操作, ,測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表: :A/IV/U請(qǐng)?jiān)趫D請(qǐng)?jiān)趫D5 5中描點(diǎn)畫(huà)出小燈泡的中描點(diǎn)畫(huà)出小燈泡的U UI I曲線曲線. .圖圖5 5(4)(4)若某干電池的端電壓若某干電池的端電壓U U與電流與電流I I的關(guān)系如圖的關(guān)系如圖5 5

16、中圖中圖線線a a所示所示, ,那么將本題中的小燈泡接在該干電池的兩那么將本題中的小燈泡接在該干電池的兩端時(shí)端時(shí), ,小燈泡的實(shí)際功率是小燈泡的實(shí)際功率是 W.W.答案答案 (1)A C F(1)A C F(2)(2)實(shí)物圖如下圖所示實(shí)物圖如下圖所示 左左(3)(3)U UI I圖線如下圖中圖線如下圖中b b所示所示(4)0.8(4)0.8創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)【例例3 3】要描繪某電學(xué)元件要描繪某電學(xué)元件( (最大電流不超過(guò)最大電流不超過(guò)6 mA,6 mA,最最 大電壓不超過(guò)大電壓不超過(guò)7 V)7 V)的伏安特性曲線，設(shè)計(jì)電路如的伏安特性曲線，設(shè)計(jì)電路如 圖圖6 6所示所示. .圖中定值電阻圖中定

17、值電阻R R為為1 k1 k，用于限流；電，用于限流；電 流表流表 量程為量程為10 mA10 mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為5 5 ；電壓表；電壓表 ( (未畫(huà)出未畫(huà)出) )量程為量程為10 V10 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為10 k10 k；電源電；電源電 動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)E E為為12 V12 V，內(nèi)阻不計(jì)，內(nèi)阻不計(jì). .圖圖6 6(1)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇：實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇：a.a.阻值阻值0 0200 ,200 ,額定電流額定電流0.3 A0.3 Ab.b.阻值阻值0 020 20 ，額定電流，額定電流0.5 A0.5 A本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器

18、是 ( (填填“a”a”或或“b”).b”).(2)(2)正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：(mA)I(V)U根據(jù)以上數(shù)據(jù)，電壓表是并聯(lián)在根據(jù)以上數(shù)據(jù)，電壓表是并聯(lián)在M M與與 之之間的間的( (填填“O O”或或“P P”).”).根據(jù)以上數(shù)據(jù)，畫(huà)出該元件的伏安特性曲線根據(jù)以上數(shù)據(jù)，畫(huà)出該元件的伏安特性曲線. .圖圖7 7(3)(3)畫(huà)出待測(cè)元件兩端電壓畫(huà)出待測(cè)元件兩端電壓U UMOMO隨隨MNMN間電壓間電壓U UMNMN變變化的示意圖為化的示意圖為( (無(wú)需數(shù)值無(wú)需數(shù)值) ) . .圖圖8 8解析解析 (1)(1)應(yīng)選用應(yīng)選用0 0200 200 的變阻器的變阻器,

19、 ,調(diào)節(jié)范圍大調(diào)節(jié)范圍大. .(2)(2)從表中數(shù)據(jù)可從表中數(shù)據(jù)可估測(cè)待測(cè)元件的電阻估測(cè)待測(cè)元件的電阻, ,當(dāng)當(dāng)U U=6.16 V=6.16 V時(shí)時(shí), ,I I=0.06 mA,=0.06 mA,則則 100 k100 kr rA A=5 ,=5 ,所以考慮電流表內(nèi)接所以考慮電流表內(nèi)接, ,即電壓表應(yīng)并聯(lián)在即電壓表應(yīng)并聯(lián)在M M與與P P之間之間. .描點(diǎn)、連線得伏安特性曲線如下圖所示描點(diǎn)、連線得伏安特性曲線如下圖所示31006. 016. 6IUR(3)(3)U UMOMO隨隨MNMN間電壓間電壓U UMNMN的變化如下圖所示的變化如下圖所示答案答案 (1)(1)a a (2) (2)P

20、P 見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析圖 (3)(3)見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析圖素能提升素能提升1.1.有一規(guī)格為有一規(guī)格為“220 V,100 W”220 V,100 W”的燈泡的燈泡, ,現(xiàn)用一準(zhǔn)確現(xiàn)用一準(zhǔn)確的歐姆表測(cè)其電阻的歐姆表測(cè)其電阻, ,測(cè)量的結(jié)果是測(cè)量的結(jié)果是 ( )( ) A. A.大于大于484 484 B.B.等于等于484 484 C. C.小于小于484 484 D.D.無(wú)法確定無(wú)法確定 解析解析 是燈發(fā)熱狀態(tài)下是燈發(fā)熱狀態(tài)下 的電阻的電阻. .用歐姆表測(cè)量時(shí)用歐姆表測(cè)量時(shí), ,燈絲溫度為室溫?zé)艚z溫度為室溫, ,所以其所以其 阻值比阻值比484 484 小小. .C,48410022022PUR2.

21、2.用下列器材組成描繪電阻用下列器材組成描繪電阻R R0 0伏安特性曲線的電路伏安特性曲線的電路, ,請(qǐng)將實(shí)物圖請(qǐng)將實(shí)物圖9 9連線成為實(shí)驗(yàn)電路連線成為實(shí)驗(yàn)電路. . 微安表微安表 A(A(量程量程200 A,200 A,內(nèi)阻約內(nèi)阻約200 );200 ); 電壓表電壓表V(V(量程量程3 V,3 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約10 k)10 k) 電阻電阻R R0 0( (阻值約阻值約20 k);20 k); 滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R R( (最大阻值最大阻值50 ,50 ,額定電流額定電流1 A);1 A); 電池組電池組E E( (電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)3 V,3 V,內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻不計(jì));); 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S S及導(dǎo)

22、線若干及導(dǎo)線若干. .解析解析 由于由于 可以看可以看出出R R0 0R RA A, ,故采用電流表內(nèi)接法故采用電流表內(nèi)接法, ,畫(huà)出畫(huà)出電路原理如右圖所示電路原理如右圖所示. .把實(shí)物與原理圖結(jié)合起來(lái)完成連線把實(shí)物與原理圖結(jié)合起來(lái)完成連線, ,注注意電壓表、電流表的正、負(fù)接線柱意電壓表、電流表的正、負(fù)接線柱, ,保保證電流從正接線柱進(jìn)從負(fù)接線柱出證電流從正接線柱進(jìn)從負(fù)接線柱出. .如下圖所示如下圖所示. .圖圖9 9,100, 5 . 0A00VRRRR答案答案 見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析圖3.3.現(xiàn)要測(cè)定一額定電壓現(xiàn)要測(cè)定一額定電壓4 V4 V、額定功率、額定功率1.6 W1.6 W的小燈的小燈泡泡(

23、 (圖圖1010中用中用 表示表示) )的伏安特性曲線的伏安特性曲線. .要求所測(cè)要求所測(cè) 電壓范圍電壓范圍0.1 V0.1 V4 V.4 V.圖圖1010現(xiàn)有器材現(xiàn)有器材: :直流電源直流電源E E( (電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)4.5 V,4.5 V,內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻不計(jì)););電電壓表壓表V(V(量程量程4.5 V,4.5 V,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為4 410104 4 ); );電流表電流表A A1 1( (量程量程250 mA,250 mA,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為2 );2 );電流表電流表A A2 2( (量程量程500 mA,500 mA,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為1 ),1 ),滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R R( (最大阻

24、值約為最大阻值約為30 ),30 ),電鍵電鍵S,S,導(dǎo)線若干導(dǎo)線若干. .如果既要滿足測(cè)量要求如果既要滿足測(cè)量要求, ,又要測(cè)量誤差較小又要測(cè)量誤差較小, ,應(yīng)該選應(yīng)該選用的電流表是用的電流表是 , ,上面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的上面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是是 . .解析解析 本題考查描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)本題考查描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)器材的選取電路、實(shí)驗(yàn)器材的選取, ,通過(guò)計(jì)算才能選出通過(guò)計(jì)算才能選出, ,考查學(xué)考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力, ,誤差分析能力誤差分析能力. .由由P P= =U UI I得得I Im m= A=0.4 A=400 mA,= A=0.

25、4 A=400 mA,所以電流表所以電流表選選A A2 2. .根據(jù)電流表、電壓表內(nèi)阻及小燈泡電阻之間的關(guān)根據(jù)電流表、電壓表內(nèi)阻及小燈泡電阻之間的關(guān)系系, ,由于由于R RV V R R燈燈, ,電壓表分流引起的誤差遠(yuǎn)小于電流電壓表分流引起的誤差遠(yuǎn)小于電流表分壓引起的誤差表分壓引起的誤差, ,選用電流表外接法選用電流表外接法, ,故選甲電路故選甲電路. .答案答案 A A2 2 甲甲46 . 1UP,1011010410104,10A34V2RR，RRPU燈燈4.4.如圖如圖1111所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的一小燈泡燈絲的所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的一小燈泡燈絲的完整完整U UI I曲線曲線. .在下面

26、虛線方框在下面虛線方框中畫(huà)出該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中畫(huà)出該同學(xué)實(shí)驗(yàn) 用電路圖用電路圖( (根據(jù)電路圖可得該小燈泡燈絲的根據(jù)電路圖可得該小燈泡燈絲的U UI I 關(guān)系完整曲線關(guān)系完整曲線) )并在圖上標(biāo)明所選器材的代號(hào)并在圖上標(biāo)明所選器材的代號(hào). .A.A.電壓表電壓表V V1 1(0(03 V,3 V,內(nèi)阻內(nèi)阻5.0 k)5.0 k)B.B.電壓表電壓表V V2 2(0(06 V,6 V,內(nèi)阻內(nèi)阻8.0 k)8.0 k)C.C.電流表電流表A A1 1(0(00.6 A,0.6 A,內(nèi)阻內(nèi)阻3.0 )3.0 )D.D.電流表電流表A A2 2(0(03 A,3 A,內(nèi)阻內(nèi)阻0.5 )0.5 )E.E.滑動(dòng)

27、變阻器滑動(dòng)變阻器R R1 1(30 ,2 A)(30 ,2 A)F.F.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R R2 2(100 ,0.5 A)(100 ,0.5 A)G.G.學(xué)生電源學(xué)生電源( (直流直流9 V)9 V)及電鍵、導(dǎo)線等及電鍵、導(dǎo)線等圖圖1111答案答案 如下圖所示如下圖所示5.5.某同學(xué)用常規(guī)器材研究標(biāo)有某同學(xué)用常規(guī)器材研究標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”3.8 V,0.3 A”字樣字樣的小燈泡兩端的電壓和通過(guò)它的電流的關(guān)系的小燈泡兩端的電壓和通過(guò)它的電流的關(guān)系, ,先選先選擇合理的電路再正確連線擇合理的電路再正確連線, ,閉合開(kāi)關(guān)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)閉合開(kāi)關(guān)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn), ,得得到的數(shù)據(jù)如下表所示到的數(shù)

28、據(jù)如下表所示: :V/U/AIV/UA/I根據(jù)這些數(shù)據(jù)根據(jù)這些數(shù)據(jù): :(1)(1)在圖在圖1212中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖( (圖中的電源和開(kāi)關(guān)已圖中的電源和開(kāi)關(guān)已經(jīng)畫(huà)好經(jīng)畫(huà)好).).圖圖1212(2)(2)在圖在圖1313坐標(biāo)系中坐標(biāo)系中, ,選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度, ,畫(huà)出小燈泡畫(huà)出小燈泡的的U UI I圖線圖線( (以以U U為縱軸為縱軸).).圖圖1313(3)(3)U U1 1=1.00 V=1.00 V和和U U2 2=3.00 V=3.00 V時(shí)小燈泡的電阻分別為時(shí)小燈泡的電阻分別為R R1 1= = , ,R R2 2= = , ,其大小不同的原因是其大小不同的

29、原因是 . .(4)(4)小燈泡兩端的電壓從零到額定電壓變化時(shí)小燈泡兩端的電壓從零到額定電壓變化時(shí), ,小燈小燈泡的最大電阻是泡的最大電阻是 ,最大電功率是最大電功率是 W W( (保留三位有效數(shù)字保留三位有效數(shù)字).).(5)(5)通過(guò)小燈泡的電流等于零時(shí)通過(guò)小燈泡的電流等于零時(shí), ,小燈泡的電阻約為小燈泡的電阻約為 .答案答案 (1)(1)如下圖所示如下圖所示(2)(2)如下圖所示如下圖所示(3)6.25 10.79 (3)6.25 10.79 隨著電壓的增大隨著電壓的增大, ,通過(guò)小燈泡的通過(guò)小燈泡的電流增大電流增大, ,同時(shí)小燈泡的發(fā)熱功率增加同時(shí)小燈泡的發(fā)熱功率增加, ,燈絲的溫度燈

30、絲的溫度升高升高, ,所以金屬燈絲的電阻率增大所以金屬燈絲的電阻率增大, ,燈泡的電阻增大燈泡的電阻增大(4)12.26 1.18 (5)1.25(4)12.26 1.18 (5)1.256.6.在描繪小燈泡的伏安特性曲在描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中線的實(shí)驗(yàn)中, ,由于電表由于電表內(nèi)阻的影響內(nèi)阻的影響, ,會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差使得會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差使得小小燈泡燈泡的電阻測(cè)的電阻測(cè)量不準(zhǔn)確量不準(zhǔn)確, ,為了消除這種誤差為了消除這種誤差, ,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖 1414所示的實(shí)物連線圖所示的實(shí)物連線圖, ,用用來(lái)測(cè)量小來(lái)測(cè)量小燈泡燈泡的電阻和兩的電阻和兩 端所加電壓端所加電壓U U的關(guān)系的

31、關(guān)系, ,圖中兩個(gè)電壓表完全相同且圖中兩個(gè)電壓表完全相同且 內(nèi)阻很大內(nèi)阻很大, ,試回答下列問(wèn)題試回答下列問(wèn)題. .圖圖1414(1)(1)根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖. .(2)(2)請(qǐng)補(bǔ)全下列實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)補(bǔ)全下列實(shí)驗(yàn)步驟按圖中的實(shí)物連接圖連好電路按圖中的實(shí)物連接圖連好電路, ,在閉合開(kāi)關(guān)在閉合開(kāi)關(guān)S S之前之前, ,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭應(yīng)調(diào)節(jié) . .合上開(kāi)關(guān)合上開(kāi)關(guān)S S移動(dòng)滑動(dòng)頭移動(dòng)滑動(dòng)頭, ,調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù), ,使兩個(gè)電壓表使兩個(gè)電壓表 , ,則電阻箱的讀數(shù)即為小則電阻箱的讀數(shù)即為小燈泡燈泡電阻電

32、阻, ,記下小記下小燈泡燈泡的電阻和電壓的電阻和電壓. .多次移動(dòng)滑動(dòng)頭多次移動(dòng)滑動(dòng)頭, ,并調(diào)節(jié)電阻箱并調(diào)節(jié)電阻箱, ,但仍保持兩個(gè)電但仍保持兩個(gè)電壓表壓表 , ,記下電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù)記下電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù). .在坐標(biāo)紙上畫(huà)出在坐標(biāo)紙上畫(huà)出R RU U圖線圖線, ,并分析并分析R R隨隨U U變化的規(guī)變化的規(guī)律律. .(3)(3)實(shí)驗(yàn)中畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)中畫(huà)出的R RU U圖線如圖所示圖線如圖所示, ,其中其中正確的是正確的是 ( )( )解析解析 (1)(1)電路圖如下圖所示電路圖如下圖所示. .(2)(2)在合上在合上S S之前之前, ,應(yīng)使應(yīng)使V V示數(shù)為零示數(shù)為零, ,結(jié)合電路圖可知結(jié)合電路圖可知, ,滑動(dòng)頭應(yīng)移到滑動(dòng)變阻器的最右端滑動(dòng)頭應(yīng)移到滑動(dòng)變阻器的最右端; ;在實(shí)驗(yàn)中只有在實(shí)驗(yàn)中只有當(dāng)當(dāng)V V1 1、V V2 2示數(shù)相同時(shí)示數(shù)相同時(shí), ,電阻箱的讀數(shù)才等于小電阻箱的讀數(shù)才等于小燈泡燈泡的的電阻電阻. .(3)(3)小小燈泡燈泡的電阻隨電壓增大而增大的越來(lái)越快的電阻隨電壓增大而增大的越來(lái)越快, ,故故D D正確正確. . 答案答案 (1)(1)電路圖見(jiàn)解析電路圖見(jiàn)解析 (2)(2)最右端最右端 示數(shù)相同示數(shù)相同示數(shù)相同示數(shù)相同 (3)D(3)D返回返回