2011届高考物理基础知识要点复习 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/162011届高考物理基础知识要点复习实验八描绘小电珠的伏安特性曲线2011届高三物理一轮复习全案实验八描绘小电珠的伏安特性曲线（选修31）【考纲知识梳理】一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线二、实验器材小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸三、实验原理1用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立UI坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线2为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，应选用电流表外接法，滑动变阻器分压接法电路，因为小灯泡的电阻值较小【要点名师精解】一、实验步骤1连接电路精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/16将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图7322所示电路图73222测出小电珠在不同电压下的电流（1）闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝（2）移动滑动变阻器触头的位置，测出12组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格U/V0020406081012I/A0U/V16202428323638I/A特别提示IU图线在U010V左右将发生明显弯曲，故在U10V左右测绘点要密，否则将出现很大误差3画出伏安特性曲线（1）在坐标纸上以U为横轴、以I为纵轴，建立坐标系（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜）精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/16（3）将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线4拆除电路，整理仪器交流与思考描绘出小电珠的伏安特性曲线后，曲线上各点对应的曲线的斜率是否表示小电珠在该电压下的电阻值若是，说明理由；若不是，如何表示该电压下的电阻值提示由于电阻的定义式为，而不是，只有U与I为线性关系时才等于，在U与I为非线性关系时，所以各点对应的曲线斜率并不表示该电压下的电阻值该电压下的电阻值应等于该点对应的电压与电流的比值5、注意事项（1）电路的连接方式电流表应采用外接法因为小电珠的电阻较小，与006A电流表串联时，电流表的分压影响不能忽略滑动变阻器应采用分压式连接目的是为了使小电珠两端的电压能从零开始连续变化（2）闭合电键S前，滑动变阻器触头应移到小电珠分得电压为零的位置，可以使开关闭合时小电珠电压能从零开始变化同时，也为了防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝（2）UI图线在U10V左右将发生明显弯曲，故在U10V左右测绘点要密，否则将出现很大误差精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/16（4）电流表选择06A量程，电压表量程选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“38V03A”的小电珠，选用电压表的15V量程，若使用“25V06A”的小电珠，则选用电压表的3V量程（5）保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关（6）误差较大的点要舍去，UI应是平滑曲线而非折线6、误差分析（1）由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差（2）在坐标纸上描点、作图带来误差交流与思考观察小电珠的伏安特性曲线，分析特点，并说明理由提示由于小电珠在电压较低时没有发光，灯丝温度较低，其电阻变化不明显，所以在伏安特性曲线的开始一段接近直线但随着电压的不断增大，电珠开始发光，温度变化很大，因此对应电阻值也变化很大，伏安特性曲线为曲线【例1】有一个小灯泡上标有“4V2W”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（05V，内阻10K）B电压表（010V，内阻20K）精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/16C电流表（003A，内阻1）D电流表（006A，内阻04）E滑动变阻器（5，1A）F滑动变阻器（500，02A）（1）实验中电压表应选用_，电流表应选用_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）（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图7323中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图图7323思路点拨（1）如何通过计算选择仪器（2）如何判断电流表的内外接法如何确定分压、限流接法解析（1）因小灯泡的额定电压为4V，所以电压表应选用A，小灯泡的额定电流，所以电流表应选用D小灯泡正常工作时的电阻为，因为，RX为小电阻，电流表应采用外接法，要求电压表从零开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，为便于调节，滑动变阻器应选用E（2）满足实验要求的电路图如图7324精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/16图7324接成的相应实物电路图如图7325图7325答案（1）ADE（2）见解析名师点评伏安法是测量电阻的一种最基本方法，除此之外，还有替代法、半偏法等，原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律通过该题，把握器材选取、电路设计的一般原则【感悟高考真题】（2010重庆（）在探究小灯泡的的伏安法测电阻实验中，所用器材有灯泡I，量程恰当的电流表A和电压表，直流电源的滑动变阻器、电键等，要求灯泡两端电压从表开始变化实验中滑动变阻器应采用_接法（“分压”或“限流”）某同学已连接如题22图2所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直流电源正析之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正A_精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/16B_分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如题22图3中和所示，然后将灯泡L1、L2与电池组（电动势和内阻均衡定）连成题22图4所示电路。多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为030A和060AA在题22图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。B由该曲线可知电池组的电动势为_V,内阻为_取两位有效数字【答案】分压A电键不应闭合，应处于断开状态B滑动变阻器的滑动触头P位置不当，应将其置于B端46V27【解析】探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从0到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压解法。在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的这是第一个错误。连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为0端，在图中是B端，以保护电源和电表。描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图像。为描绘准确可以先进精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/16行理论计算，首先查出两坐标为（030A，38V）和（060A，30V），则内阻为，电动势为，V，然后作出准确图像如图。2（2010福建193）如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材，器材及其规格列表如下为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量阻值的电路。答案3（2010上海物理26）在用DIS描绘电场等势线的实验中（1）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了二个_产生_；用_探测等势点。（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（）（A）在一块平整木板上依次放复写纸、白纸、导电纸精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/16（B）导电纸有导电物质的一面应该向上（C）连接电源正负极的电极A、B必须与导电物质保持绝缘（D）连接电极A、B的电源电压为交流46V【解析】（1）点电荷，电场，DIS2BA应依次放白纸、复写纸、导电纸B应电极A、B必须与导电物质保持导电。C应连接电极A、B的电源电压为为直流46V【考点精题精练】1现有电源、滑动变阻器、电流表、电压表和一个额定电压小于电源电动势的小灯泡，要测量小灯泡的功率随电压变化的情况。（1）在左框中画出所用电路的原理图。（2）把测得的各组P、U值画在PU2图中，各点组成组成的图线应大致是什么样子将此图线的示意图画在右框中。解析（1）为了使测量结果更准确，一方面考虑一般电流表内阻和小灯泡电阻比较接近，故应用电流表外接法，另一方面应使电压的变化范围尽可能大，故选用变阻器的分压精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创10/16接法，因此电路原理图应如图甲所示。（2）据功率的计算公式PUI再据欧姆定律故随所加电压的增加，小灯泡发热，温度升高，电阻随温度增高而增大，故所得PU2图线的斜率应随R的增大而减小，故PU2图线示意图就如图乙所示。2在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“6V,3W”,其他供选择的器材有电流表A1（量程3A,内阻02）电流表A2（量程06A,内阻1）电压表V1（量程6V,内阻20K）变阻器R1（01000,05A）变阻器R2（020,2A）学生电源E（6V）开关S及导线若干（1）实验中要求电压表在06V范围内读数并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选,变阻器应选（2）在所给的虚线方框中画出此实验的电路图（3）以下是该实验的操作步骤A闭合开关,记下电流表、电压表的一组示数（U、I）,移精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创11/16动变阻器的滑动触头,每移动一次记下一组（U、I）值,共测出12组数据B将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路C调节触头位置,使闭合开关前触头处于使变阻器与小灯泡并联的电阻最大的位置D按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用平滑曲线连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线以上各步骤中存在的错误或不妥之处将各步骤纠正后,按实验先后顺序排列起来（4）小灯泡的IU图线是一条曲线,其原因是答案（1）A2R2（2）外接法因为电流表与小灯泡的电阻都较小,电流表的分压影响很大而电压表的内阻很大,所以应采用外接法,电压表的分流影响很小,可以提高实验的准确性电路图如下图所示（3）步骤C中,闭合开关前触头应处于使变阻器与小灯泡并联的电阻为零的位置BCAD（4）随着电压增加,通过小灯泡的电流增大,温度升高,灯泡灯丝的电阻率增加精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创12/163一般情况下,导体的电阻会随着温度的改变而改变,某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系,得到了如下实验数据请你完成下列工作（1）在如下图所示的方格纸上画出电流与电压的关系图线（2）实验过程中用到了下列器材直流电源、滑动变阻器（最大值为30）、电压表（量程15V,内阻约为104）、电流表（量程06A,内阻约为001）,开关一只及导线若干,请在下图中按实验要求连接实物电路图（3）某同学根据实验数据及图线作出了下列推论如果灯泡两端的电压增大20V,那么灯泡中通过的电流一定不会大于0392A,你认为他的推论是否正确（4）如果把该灯泡接到电动势为6V,内阻为10（内阻恒定）的电源两端,实际消耗的功率是多少答案（1）、（2）略（3）正确（4）0738W4发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件它的电路符号如右图所示,正常使用时,带“”号的一端接高电势,带“”的一端接低电势某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示（1）在下面的虚线框内画出该同学的实验电路图（实验中所用电压表的内阻RV约为10K,电流表的内阻RMA约为精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创13/16100）（2）在下图中的小方格纸上用描点法画出二极管的IU图象（3）若发光二极管的最佳工作电压为20V,而电源是由内阻不计、电动势为15V的两节干电池串联而成的根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路,才能使二极管工作处于最佳状态答案（1）由欧姆定律分析表格中的每一组数据,可以看出发光二极管的电阻是变化的,变化的范围大约在100500之间,与R1000比较,属于小电阻,应采用电流表外接法又从表格中得到信息,实验时,电压必须从0开始增大,因此滑动变阻器必须采用分压式接法所以实验电路如下图（A）所示（2）将表格提供的数据在方格纸上描点,可画出二极管的IU图线,如上图（B）中的曲线所示（3）8334有一个小灯泡标有“6V,06W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线现有下列器材供选用A电压表（05V,内阻10K）B电压表（010V,内阻精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创14/1620K）C电流表（003A,内阻1）D电流表（006A,内阻04）E滑动变阻器（30,2A）F学生电源（直流9V）,还有开关、导线（1）实验中选用电压表应选,电流表应选（用序号字母表示）（2）为使实验误差尽可能减小,画出实验电路图答案（1）BC（2）见右图5表格中所列数据是测量小灯泡UI关系的实验数据（1）分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是下图中的（填“甲”或“乙”）（2）在下图所示的