高考物理一轮复习 专题八 描绘小电珠的伏安特性曲线实验探究(1).doc

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线9实验目的1描绘小电珠的伏安特性曲线2分析伏安特性曲线的变化规律实验原理1用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测得多组(u、i)值，在ui坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来，分析小电珠的伏安特性2电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大3滑动变阻器的限流接法和分压接法(1)两种接法比较方式内容 限流接法分压接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同负载r上电压调节范围ue0ue电压能从零开始连续变化分压接法调节范围大负载r上电流调节范围i0i分压接法调节范围大闭合s前触头位置b端a端都是为了保护电路元件实验器材小电珠、电压表与电流表、滑动变阻器、学生低压直流电源(或电池组)、开关、导线若干、坐标纸、铅笔注意事项1电路的连接方式：电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压式连接2闭合开关前，滑片应移到使小电珠的电压为0的一端3在iu图线弯曲处，绘点要密4iu图线上各点要用平滑曲线连接电路的设计和仪器的选择(2013山东济南外国语学校测试)有一个小灯泡上标有“4 v2 w”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的ui图线，有下列器材供选用：a电压表(05 v，内阻10 k )b电压表(010 v，内阻20 k )c电流表(00.3 a ，内阻1 )d电流表(00.6 a，内阻0.4 )e滑动变阻器(5 ，10 a)f滑动变阻器(500 ，0.2 a)(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图741中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图图741 【解析】(1)因灯泡的额定电压为4 v，为保证安全，选用的电压表量程应稍大于4 v，但不能大太多，量程太大则示数不准确；只能选用05 v的电压表，故选a；由pui得，灯泡的额定电流i0.5 a；电流表应选择00.6 a的量程，故选d.(2)由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选e.(3)灯泡内阻r8 ；1250，20，说明电压表内阻远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法；而由以上分析知，滑动变阻器应选择分压接法；电路图和实物连接图如图所示【答案】(1)ad(2)e(3)见解析电学实验仪器的选择选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材，一般要考虑三方面因素：(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流(2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的1/3以上；使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都用到电路的连接和实验数据的分析(2013安徽皖南八校联考)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图742甲所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零闭合开关后：甲乙 图742 (1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是_导线断路(2)某同学排除故障后测绘出电源和小电珠的ui特性图线，如图乙所示电源的电动势e_v；小电珠的电阻随温度的上升而_(3)将与上面相同的两个小电珠并联后接到上面电源上，每一只小电珠的实际电功率是_w.【解析】(1)不管样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，则可能是g导线断路(2)由电源的ui特性图线可知电源的电动势e3 v，内阻r1 ；由小电珠的ui特性图线可知小电珠的电阻随温度的升高而增大(3)当两个小电珠并联后，接到电源上，由闭合电路欧姆定律得，eu2ir，电源的ui特性图线为ue2rie2i，在图乙中作出ue2i图线，如图所示图线与小电珠ui图线的交点(0.95,1.1)，一只小电珠的实际电功率是pui0.951.1 w1.05 w.【答案】(1)g(2)3.0增大(3)1.05(1)电路采用“分压式”，电压可以从“零”开始变化；若导线“g”断路，“分压式”变为“限流式”，则电压不能从“零”开始变化(2)根据电源ui图象和小电珠ui图象的交点可计算小电珠的电功率a组双基题组1.为了探究小电珠l的伏安特性，连好如图743所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小电珠中的电流由零开始逐渐增大，直到小电珠正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的ui图象应是图中的()图743【解析】小电珠中的电流逐渐增大时其温度升高，导致电阻r增大，所以ui图线的斜率增大，故c项正确【答案】c2. (多选)如图744所示为伏安法测电阻的一种常用电路，以下分析正确的是()a此接法的测量值大于真实值b此接法的测量值小于真实值c此接法要求待测电阻值小于电流表内阻d开始实验时滑动变阻器滑动头p应处在最左端图744【解析】由r测r真ra，故a正确，b错误；电流表内接法，要求rra，故c错误；开始实验时滑动变阻器滑动头应在最左端，使电压表读数由小到大变化，故d正确【答案】ad3在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6 v1.5 w”的小灯泡、导线和开关外，还有：a直流电源6 v(内阻不计)b直流电流表03 a(内阻0.1 以下)c直流电流表0300 ma(内阻约为5 )d直流电压表010 v(内阻约为15 k)e. 滑动变阻器10 ，2 af滑动变阻器1 k，0.5 a实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号表示)(2)在方框内画出实验电路图【解析】灯泡额定电流为0.25 a，实验中电流表应选用直流电流表0300 ma，由于灯泡电阻较小，采用电流表外接电路题述要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量，故采用滑动变阻器分压接法，选用e方便操作【答案】(1)ce(2)如图b组高考题组4(2013天津高考)要测绘一个标有“3 v0.6 w”小灯泡的伏安特性曲线，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1 )；电流表(量程为0250 ma，内阻约5 )；电压表(量程为03 v，内阻约3 k)；电键一个、导线若干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 ，额定电流1 a)b滑动变阻器(最大阻值1 750 ，额定电流0.3 a)实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图745所示如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 v，内阻为5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_w.图745【解析】为便于操作实验，滑动变阻器应选择总阻值小的滑动变阻器，故选a.因为灯泡两端的电压由零逐渐增加到3 v，故滑动变阻器应采用分压接法小灯泡的电阻r15 ，与电流表的内阻5 相差不大，因此电流表采用外接法故b图正确在小灯泡的伏安特性曲线图上作出电源的伏安特性曲线(如图)，由两曲线的交点的电流i0.10 a，电压u1.0 v，得小灯泡消耗的功率piu0.101.0 w0.1 w.【答案】ab0.15(2012安徽高考)如图746为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 v.图746(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；断开开关根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图【解析】(1)滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯