物理第七章 恒定電流 實驗9 測繪小燈泡的伏安特性曲線

實驗實驗9測繪小燈泡的伏安特性曲線測繪小燈泡的伏安特性曲線(必考必考)考綱解讀考綱解讀(1)會測繪小燈泡的伏安特性曲線。會測繪小燈泡的伏安特性曲線。(2)會分析會分析小燈泡伏安特性曲線的變化規(guī)律。小燈泡伏安特性曲線的變化規(guī)律。1.電流表外接法：電流表外接法：本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，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(yīng)采用分壓式連接滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實驗要作出本實驗要作出IU圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)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(hù)元件安全：保護(hù)元件安全：為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的片應(yīng)位于圖中的a端。加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定端。加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓。電壓。 注意事項注意事項1.由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會由于電壓表不是理想電表，內(nèi)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，使測得的電流值帶來誤差，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。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(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差。在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差。誤差分析誤差分析1.實驗器材的選擇實驗器材的選擇考點一實驗原理及基本操作考點一實驗原理及基本操作2.電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較選擇電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較選擇3.滑動變阻器兩種接法的比較滑動變阻器兩種接法的比較1.(201610月浙江選考月浙江選考)“測繪小燈泡的伏安特性曲線測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗，要實驗，要求采用分壓電路，電流表外接。小王的連線如圖甲所示，閉合求采用分壓電路，電流表外接。小王的連線如圖甲所示，閉合開關(guān)開關(guān)S前請老師檢查，老師指出圖中標(biāo)示的前請老師檢查，老師指出圖中標(biāo)示的、兩根連線有兩根連線有一處錯誤，錯誤連線是一處錯誤，錯誤連線是_(填填“”或或“”)；圖中標(biāo)；圖中標(biāo)示的示的、和和三根連線有一處錯誤，錯誤連線是三根連線有一處錯誤，錯誤連線是_(填填“”、“”或或“”)。小王正確連線后，閉合開關(guān)。小王正確連線后，閉合開關(guān)S前，前，應(yīng)將滑動變阻器滑片應(yīng)將滑動變阻器滑片C移到移到_(填填“A”或或“B”)處。閉合開處。閉合開關(guān)關(guān)S，此時電壓表讀數(shù)為，此時電壓表讀數(shù)為_V，緩慢移動滑片，緩慢移動滑片C至某一位至某一位置時，電流表指針如圖乙所示，電流表的示數(shù)為置時，電流表指針如圖乙所示，電流表的示數(shù)為_A。解析解析電路要求采用分壓式接法電路要求采用分壓式接法，則連線則連線是錯誤的是錯誤的，應(yīng)接應(yīng)接A處；處；電流表要求外接電流表要求外接，連線連線應(yīng)接；閉合開關(guān)應(yīng)接；閉合開關(guān)S前前，應(yīng)將滑動變阻應(yīng)將滑動變阻器滑片器滑片C移到移到A處；閉合開關(guān)處；閉合開關(guān)S，此時電壓表讀數(shù)為此時電壓表讀數(shù)為0 V；緩慢移；緩慢移動滑片動滑片C至某一位置時至某一位置時，電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為0.32 A。答案答案A00.322.圖為圖為“測繪小燈泡伏安特性曲線測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗的實物電路圖，已知小實驗的實物電路圖，已知小燈泡額定電壓為燈泡額定電壓為2.5 V。(1)完成下列實驗步驟：完成下列實驗步驟：閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使它靠近滑動變阻閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使它靠近滑動變阻器器_(填填“左端左端”或或“右端右端”)的接線柱；的接線柱；閉合開關(guān)后，逐漸移動滑動變阻器的滑片，閉合開關(guān)后，逐漸移動滑動變阻器的滑片，_；斷開開關(guān)，斷開開關(guān)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。(2)在虛線框中畫出與實物電路相應(yīng)的電路圖。在虛線框中畫出與實物電路相應(yīng)的電路圖。 解析解析（1）滑動變阻器為分壓式接法）滑動變阻器為分壓式接法，故閉合開關(guān)前故閉合開關(guān)前，小燈泡小燈泡兩端的電壓為零兩端的電壓為零，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使它靠近滑動變阻器使它靠近滑動變阻器左端的接線柱。閉合開關(guān)后左端的接線柱。閉合開關(guān)后，逐漸移動滑動變阻器的滑片逐漸移動滑動變阻器的滑片，增加增加小燈泡兩端的電壓小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓直至電壓達(dá)到額定電壓。達(dá)到額定電壓。（2）與實物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示。）與實物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示。答案答案（1）左端左端增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組數(shù)據(jù)，直至電壓達(dá)到其額定電壓。表和電壓表的多組數(shù)據(jù)，直至電壓達(dá)到其額定電壓。（2）見解析圖）見解析圖3.以下是以下是“測繪小燈泡的伏安特性曲線測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的操作步驟：實驗的操作步驟：A.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，記下每次調(diào)節(jié)時電流表、電壓表閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，記下每次調(diào)節(jié)時電流表、電壓表的一組示數(shù)的一組示數(shù)I、U，測出若干組數(shù)據(jù)。，測出若干組數(shù)據(jù)。B.將電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確將電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確連接成電路，滑動變阻器采用分壓式接法，如圖所示。連接成電路，滑動變阻器采用分壓式接法，如圖所示。 C.調(diào)節(jié)滑片，使閉合開關(guān)前滑片處于滑動變阻器的最左端。調(diào)節(jié)滑片，使閉合開關(guān)前滑片處于滑動變阻器的最左端。D.按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點并將各點用直線段連接起來，得按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點并將各點用直線段連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線。出小燈泡的伏安特性曲線。（1）以上各步驟中存在錯誤或不足的是）以上各步驟中存在錯誤或不足的是。應(yīng)如何改正？。應(yīng)如何改正？_。（2）將各步驟糾正后，按實驗先后順序排列起來）將各步驟糾正后，按實驗先后順序排列起來。 答案答案（1）D應(yīng)將各點用平滑的曲線連接起來應(yīng)將各點用平滑的曲線連接起來（2）BCAD1.電學(xué)實驗電路設(shè)計的思路與方法電學(xué)實驗電路設(shè)計的思路與方法考點二電路設(shè)計、實物連線及數(shù)據(jù)處理考點二電路設(shè)計、實物連線及數(shù)據(jù)處理 （1）首先應(yīng)明確題目的要求）首先應(yīng)明確題目的要求，看清題目要求測定什么物理量看清題目要求測定什么物理量，驗證、探究什么物理規(guī)律驗證、探究什么物理規(guī)律，或要求設(shè)計達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)的電路或要求設(shè)計達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)的電路等。其設(shè)計原則是：安全、方便、經(jīng)濟(jì)。等。其設(shè)計原則是：安全、方便、經(jīng)濟(jì)。（2）測量電路的選擇。）測量電路的選擇。（3）控制電路的選擇。）控制電路的選擇。下列情況下滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法下列情況下滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法題設(shè)條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不夠。題設(shè)條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不夠。題設(shè)條件中的滑動變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于被測電阻或電題設(shè)條件中的滑動變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值。路中串聯(lián)的其他電阻的阻值。題設(shè)要求回路中某部分電路兩端的電壓從零開始連續(xù)變化。題設(shè)要求回路中某部分電路兩端的電壓從零開始連續(xù)變化。 2.實物連線的原則實物連線的原則（1）先串后并）先串后并，接線到柱接線到柱，注意量程和正負(fù)。注意量程和正負(fù)。（2）對限流電路）對限流電路，用筆畫線代替導(dǎo)線用筆畫線代替導(dǎo)線，從電源正極開始從電源正極開始，把把電源、開關(guān)、滑動變阻器、電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安法伏安法”四部分依次串聯(lián)起來四部分依次串聯(lián)起來即可（注意電表的正負(fù)接線柱和量程即可（注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處）。值最大處）。（3）對分壓電路）對分壓電路，應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低低，根據(jù)根據(jù)“伏安法伏安法”部分電表正負(fù)接線柱的情況部分電表正負(fù)接線柱的情況，將將“伏安伏安法法”部分接入該兩點。部分接入該兩點。 3.實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析實驗結(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）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。而是向橫軸彎曲的曲線。（2）分析：曲線向橫軸彎曲）分析：曲線向橫軸彎曲，即斜率變小即斜率變小，電阻變大電阻變大，說明說明小燈泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大。小燈泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大。 1.某學(xué)習(xí)小組要描繪一個標(biāo)有某學(xué)習(xí)小組要描繪一個標(biāo)有“3.6 V，1.2 W”的小燈泡的伏安的小燈泡的伏安特性曲線，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有下列器材可供選擇：特性曲線，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有下列器材可供選擇：直流電源直流電源E（電動勢（電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計），內(nèi)阻不計）電壓表電壓表V（量程（量程5 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為5 k）電流表電流表A1（量程（量程350 mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為1 ）電流表電流表A2（量程（量程150 mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為2 ）滑動變阻器滑動變阻器R1（阻值（阻值0200 ）滑動變阻器滑動變阻器R2（阻值（阻值010 ）（1）實驗中電流表應(yīng)選）實驗中電流表應(yīng)選，滑動變阻器應(yīng)選，滑動變阻器應(yīng)選；（填寫器材代號）；（填寫器材代號） （2）如圖所示，以下的四個電路中應(yīng)選用）如圖所示，以下的四個電路中應(yīng)選用 進(jìn)行實驗。進(jìn)行實驗。答案答案（1）A1R2（2）A2.用下列器材組裝成描繪電阻用下列器材組裝成描繪電阻R0伏安特性曲線的電路，請將如圖伏安特性曲線的電路，請將如圖所示實物連線成為實驗電路。所示實物連線成為實驗電路。微安表微安表A（量程（量程200 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約200 ）；）；電壓表電壓表V（量程（量程3 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約10 k）；）；電阻電阻R0（阻值約（阻值約20 k）；）；滑動變阻器滑動變阻器R（最大阻值（最大阻值50 ，額定電流，額定電流1 A）；）；電池組電池組E（電動勢（電動勢3 V，內(nèi)阻不計）；，內(nèi)阻不計）；開關(guān)開關(guān)S及導(dǎo)線若干。及導(dǎo)線若干。 答案答案見解析見解析3.（20164月浙江選考）月浙江選考）在在“測繪小燈泡的伏安特性曲線測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗實驗中，小燈泡額定電壓為中，小燈泡額定電壓為2.5 V、電流為、電流為0.3 A。（1）部分連線的實物照片如圖甲所示，請完成實物連接圖；）部分連線的實物照片如圖甲所示，請完成實物連接圖； （2）某次實驗中，當(dāng)電流表的示數(shù)為）某次實驗中，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.18 A，電壓表的指針，電壓表的指針如圖乙所示，則電壓為如圖乙所示，則電壓為V，此時小燈泡的功率是，此時小燈泡的功率是W；（3）正確測量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的）正確測量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的_（填字母）。（填字母）。 解析解析（1）小燈泡額定電壓為）小燈泡額定電壓為2.5 V，故電壓表選擇故電壓表選擇03 V的量的量程；測繪小燈泡的伏安特性曲線時程；測繪小燈泡的伏安特性曲線時，電壓表、電流表需從電壓表、電流表需從0開始開始調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)，故滑動變阻器采用分壓式接法；電流表采用外接法故滑動變阻器采用分壓式接法；電流表采用外接法，故實故實物連接圖如圖所示。物連接圖如圖所示。（2）結(jié)合量程可讀出電壓表的示數(shù)在）結(jié)合量程可讀出電壓表的示數(shù)在1.481.50 V，故小燈泡的故小燈泡的功率功率PUI0.181.48 W0.27 W。（3）隨著電壓的增大）隨著電壓的增大，小燈泡的電阻越來越大小燈泡的電阻越來越大，故故C正確。正確。 答案答案（1）如解析圖所示（）如解析圖所示（2）1.481.500.27（3）C