人教版学海导航新课标高中总复习(第1轮)：第7章5实验：描绘小电珠的伏安特性曲线 测定金属的电阻率

1、5 5 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线实验：描绘小电珠的伏安特性曲线 测定金属的电阻率测定金属的电阻率 1.电路设计及数据处理电路设计及数据处理 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大而变大.某同学为研究这一现象，用实某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据验得到如下数据(i和和u分别表示小灯泡分别表示小灯泡上的电流和电压上的电流和电压)：i(a)0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.450.470.490.50u(v) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.401.601.802.00(1)在图在图7-5-3的虚

2、线框中画出实验电的虚线框中画出实验电路图路图.可用的器材有：电压表、电流表、可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器滑动变阻器(变化范围变化范围010)、电源、电源、小灯泡、电键、导线若干小灯泡、电键、导线若干.(2)在坐标系中画出小灯泡的在坐标系中画出小灯泡的u-i曲线曲线.图图7-5-3 (3)如果测得电池的电动势如果测得电池的电动势1.5v，内阻，内阻2.0.问：将本题中的小灯泡接在现在电路上问：将本题中的小灯泡接在现在电路上的实际功率是多少？简要写出求解过程，的实际功率是多少？简要写出求解过程，图可直接画在第图可直接画在第(2)小题的方格图中小题的方格图中 (1)小灯泡的电阻约是几欧，

3、因此小灯泡的电阻约是几欧，因此采用电流表外接法；电压采用电流表外接法；电压应从零开始增大，且变化应从零开始增大，且变化范围大，应采用分压电路，范围大，应采用分压电路，故实验电路如图故实验电路如图(a)所示所示.(a) (2)小灯泡的小灯泡的u-i特性曲线如图特性曲线如图(b)中曲线中曲线. (3)将灯泡接在电源上时，灯泡两端电压将灯泡接在电源上时，灯泡两端电压等于路端电压，而灯泡中电流等于总电流等于路端电压，而灯泡中电流等于总电流.根根据据u=e-ir，若作出路端电压，若作出路端电压u与总电流与总电流i的图的图线，应是一直线，它与小灯泡的线，应是一直线，它与小灯泡的u-i图线只有图线只有一个交

4、点，即得小灯泡工一个交点，即得小灯泡工作电流为作电流为0.35a，工作电压，工作电压为为0.80v，从而求出小灯从而求出小灯泡实际功率为泡实际功率为0.28w. ( b) (2007江苏江苏)要描绘某电学元要描绘某电学元件件(最大电流不超过最大电流不超过6ma，最大电压不超过，最大电压不超过7v)的伏安特性曲线，设计电路如图的伏安特性曲线，设计电路如图7-5-4所示所示.图中定值电阻图中定值电阻r为为1k，用于限流；，用于限流；电流表电流表量程为量程为10ma，内阻约为，内阻约为5；电；电压表压表(未画出未画出)量程为量程为10v，内阻约为内阻约为10k；电；电源电动势源电动势e为为12v，内

5、阻不计内阻不计.图图7-5-4 (1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：实验时有两个滑动变阻器可供选择：a.阻值阻值0200，额定电流，额定电流0.3a；b.阻值阻值020，额定电流，额定电流0.5a，本实验应选用的滑动，本实验应选用的滑动变阻器是变阻器是 (填填“a”“b”). (2)正确接线后，测得数据如下表：正确接线后，测得数据如下表：12345678910u(v) 0.003.006.00 6.166.286.326.366.386.396.40i(ma) 0.000.000.00 0.060.501.002.003.004.005.50(a)根据以上数据，电压表是并联在根据以上数据，电

6、压表是并联在m与与 之间的之间的(填填“o”或或“p”).(b)根据以上数据，在图根据以上数据，在图7-5-5 (a)中画出该中画出该元件的伏安特性曲线元件的伏安特性曲线.(3)画出待测元件两端电压画出待测元件两端电压umo随随mn间电间电压压umn变化的示意图变化的示意图(b)(无需数值无需数值).图图7-5-5 (1)因电源电动势因电源电动势e=12v，i=e/r=0.6a0.5a，可排除，可排除b项中的滑动变项中的滑动变阻器，阻器，答案为答案为a.(2)(a)电学元件的电阻约为电学元件的电阻约为 可知应采用电流表可知应采用电流表内接法，电压表应并联在内接法，电压表应并联在m与与p之间之间

7、.(b)该元件的伏安特性曲线如下图该元件的伏安特性曲线如下图.va7v=11676maxxrrrr，由(3)当当umo6v时，电流表所在支路处时，电流表所在支路处于断路状态，电压表与于断路状态，电压表与r串联，且有串联，且有umo=10umn/11，所以，所以umo=umn图象为倾图象为倾斜直线，当斜直线，当umo6v时，时，umo随随umn的增的增大而增大，但增幅很小，图象如图所示大而增大，但增幅很小，图象如图所示.2.仪器和电路的选择仪器和电路的选择 在测量金属丝电阻率的实验中，已知在测量金属丝电阻率的实验中，已知电阻丝的电阻约为电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供，现备有下列器材供选用

8、：选用：a.量程是量程是00.6a，内阻是，内阻是0.5的电流表的电流表b.量程是量程是03a，内阻是，内阻是0.1的电流表的电流表c.量程是量程是03v，内阻是，内阻是6k的电压表的电压表d.量程是量程是015v，内阻是，内阻是30k的电压表的电压表e.阻值为阻值为01k，额定电流为，额定电流为0.5a的滑的滑动变阻器动变阻器f.阻值为阻值为010，额定电流为，额定电流为2a的的滑动变阻器滑动变阻器g.蓄电池蓄电池(6v)h.开关一个，导线若干开关一个，导线若干.(1)为使测量结果尽量准确，电流表为使测量结果尽量准确，电流表应选用应选用 ，电压表应选用，电压表应选用 ，滑动变，滑动变阻器应选

9、用阻器应选用 .(只填字母代号只填字母代号)(2)若图若图7-5-6所示的实验仪器就是我所示的实验仪器就是我们选定的，请用铅笔画线连接实验电路们选定的，请用铅笔画线连接实验电路.图图7-5-6 根据题意，测量数据的变化根据题意，测量数据的变化范围应尽量的大，因此滑动变阻器应采范围应尽量的大，因此滑动变阻器应采用分压式接法，故选总阻值较小的用分压式接法，故选总阻值较小的f，又因又因6v电压全加在电压全加在10两端时，最大电两端时，最大电流才流才0.6a，故电流表选，故电流表选a.为了减小电压为了减小电压表的读数误差表的读数误差应选应选c.【答案答案】 (1)acf(2) 有一标有有一标有“6v，

10、1.5w”的小的小灯泡，现用图灯泡，现用图7-5-7（a）所示电路测量其）所示电路测量其在不同电压下的实际功率，提供的器材除在不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：导线和开关外，还有：图图7-5-7a.直流电源直流电源6v（内阻不计）；（内阻不计）；b.直流电流表直流电流表03a（内阻（内阻0.1以下）；以下）；c.直流电流表直流电流表0300ma（内阻约为（内阻约为5）；）；d.直流电压表直流电压表015v（内阻约为（内阻约为15k）；）；e.滑动变阻器滑动变阻器10，2a；f.滑动变阻器滑动变阻器1k，0.5a.（1）实验中电流表应选用）实验中电流表应选用 （用序号表（用序

11、号表示），滑动变阻器应选用示），滑动变阻器应选用 .（2）试按图（）试按图（a）电路将图（）电路将图（b）所示器）所示器材连成电路材连成电路. （1）选电流表实际上是选量程）选电流表实际上是选量程.先估算一下通过电流表的电流，由小灯先估算一下通过电流表的电流，由小灯泡的规格可知通过的电流最大不能超过泡的规格可知通过的电流最大不能超过0.25a，因此选因此选c.在该题中滑动变阻器在该题中滑动变阻器接成分压器，此时要求滑动变阻器的电接成分压器，此时要求滑动变阻器的电阻比用电器的电阻小，至少应差不多；阻比用电器的电阻小，至少应差不多；小灯泡的电阻在正常工作时约为小灯泡的电阻在正常工作时约为24，所以

12、滑动变阻器不能选，所以滑动变阻器不能选f，应选，应选e，但不应忘记还要核对一下电流是否会超但不应忘记还要核对一下电流是否会超过其允许值，过其允许值，e的最大允许电流是的最大允许电流是2a，实验中的最大电流只有实验中的最大电流只有0.25a，选选e也是也是安全的安全的.（2）连接实物图实际上是考查仪器的）连接实物图实际上是考查仪器的使用方法使用方法.这里要注意电表正负接线柱的这里要注意电表正负接线柱的接法、滑动变阻器做分压器时连接特点接法、滑动变阻器做分压器时连接特点.具体连线时，可以先连主回路，把电源、具体连线时，可以先连主回路，把电源、开关、滑动变阻器连成一个回路；然后再开关、滑动变阻器连成

13、一个回路；然后再连上支路，从滑动变阻器的滑动头和一个连上支路，从滑动变阻器的滑动头和一个固定端接出，连上电流表、小灯泡，最后固定端接出，连上电流表、小灯泡，最后将电压表并联在小灯泡上将电压表并联在小灯泡上.连接情况如图连接情况如图所示所示.3.非线性元件的处理非线性元件的处理 图图7-5-8(a)为某一热敏电阻为某一热敏电阻(电阻值随温电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感度的改变而改变，且对温度很敏感)的的i-u关关系曲线图系曲线图.图图7-5-8为了通过测量得到图为了通过测量得到图7-5-8(a)所示所示i-u关关系的完整曲线，在图系的完整曲线，在图7-5-8(b)和图和图7-5-8(c

14、)两两个电路中应选择的是图个电路中应选择的是图 ；简要说明理；简要说明理由：由： .(电源电动势为电源电动势为9v，内阻，内阻不计，滑动变阻器的阻值为不计，滑动变阻器的阻值为0100) 为了获取更多的实验数据，常为了获取更多的实验数据，常采用图采用图7-5-8(b)测量电路测量电路.测量时电压可测量时电压可从从0v调到最大值，调节范围较大调到最大值，调节范围较大. （2009福建）福建）某研究性学某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件电器元件.图图7-5-9为该电器元件的伏安特性为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步曲线，

15、有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：材：图图7-5-9器材（代号）器材（代号）规格规格电流表（电流表（a1）量程量程050ma，内阻约为，内阻约为50电流表（电流表（a2）量程量程0200ma，内阻约为，内阻约为10电压表（电压表（v1）量程量程03v，内阻约为，内阻约为10k电压表（电压表（v2）量程量程015v，内阻约为，内阻约为25k滑动变阻器（滑动变阻器（r1）阻值范围阻值范围015，允许最大电流，允许最大电流1a滑动变阻器（滑动变阻器（r2）阻值范围阻值范围01k，允许最大电流，允许最大电流100ma直流电源（直流

16、电源（e）输出电压输出电压6v，内阻不计，内阻不计开关（开关（s）导线若干导线若干（1）为提高实验结果的准确程度，电）为提高实验结果的准确程度，电流表应选用流表应选用 ；电压表应选用；电压表应选用 ；滑动；滑动变阻器应选用变阻器应选用 .（以上均填器材代号）（以上均填器材代号）（2）为达到上述目的，请在虚线框内）为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号器材的代号.（3）若发现实验测得的伏安特性曲线与）若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲

17、线有何异同点？与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：相同点： ，不同点：不同点： . （1）图象中电流）图象中电流00.14a，电流表选电流表选a2；电源电压；电源电压6v，但图象只，但图象只要求电压在要求电压在03v之间调整，为了测量之间调整，为了测量准确电压表选准确电压表选v1；由于绘制图象的需要，；由于绘制图象的需要，要求电压从要求电压从03v之间调整，所以滑动之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了能很变阻器只能采用分压式接法，为了能很好调节电压，滑动变阻器应选用阻值较好调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的小的r1.（2）该元件约几十欧，）该元件约几十欧， 电压电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；实验数据的采集要求从零开表外接法；实验数据的采集要求从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，始，所以滑动变阻器采用分压式接法，电路设计如图所示：电路设计如图所示：varr