【导学案】实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线Word版含解析

1、实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的1 .测绘小灯泡的伏安特性曲线。2 .分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理欧姆定律。三、实验电路变验原理图1 .电流表的内、外接：由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用 电流表外接法。2 .滑动变阻器的接法：小灯泡两端的电压需要从0开始，滑动变阻器要采用分压式连接，实验电路图如图所示。四、实验器材小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源（或电池组卜开关、导线、坐标纸、铅笔等。五、实验步骤1 .确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，按如图所示的电路原理图连接好实验电路。2 .把滑动变阻器的滑片调节到a端，电路经检查无误后，闭合开关S。3 .

2、改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U,记入记录表格内，断开开关 So4 .拆去实验线路，整理好实验器材。六、数据处理1 .在坐标纸上建立坐标系，坐标所取分度应参考测量数据，比例适当，尽量使测量数 据画出的图线占满坐标纸。2 .连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。3 .根据图像计算电阻时，应用R=U来计算。七、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系统误差，电流 表外接，则电流表示数偏大。2 .测量时，读数带来偶然误差。3 .在坐标纸上描点、作图也会带来偶然误差。八、注意事项1 .开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑到使灯泡两端电压为

3、零的位置。2 .在增大电压的过程中，要确保不超过小灯泡的额定电压。3 .在选择电表的量程时，掌握以下原则：在测量值不超过电表量程的前提下，指针尽量偏转至晟量程左右。34 .测绘I-U(U-I)图线时要注意三点：一是标度选取合理。即作出的图像既可以把表中 所给出的所有点都标注上，同时又要使图像分布在中央位置上；二是用“”或“X”标注点；三是用平滑曲线拟合连接各点，误差较大的点可以舍弃。例1在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中选择“3 V 0.5 A”的小灯泡作为研究对象，现备有以下器材：A.电流表Ai（量程00.6 A,内阻1 Q）B.电流表A2（量程03 A,内阻1 Q）C.电压表 Vi（量程01

4、5 V,内阻约10 k Q）D.电压表V2（03 V,内阻约2 k Q）E.滑动变阻器 R1 （阻值0100 Q）F.滑动变阻器电（阻值010 Q）G.电源E=6 VH.开关S,导线若干（1）在本实验中，电流表应选用， 电压表应选用， 滑动变阻器应选用；（填入器材序号）（2）滑动变阻器应采用（填“分压”或“限流”）式接法，电流表应采用（填“内” “外”）接法；(3)设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中 1 =A, U =V。解析(1) “3 V 0.5 A”的小灯泡，则电流表应选用 A(量程。0.6 A,内阻1 电 压表应选用D(03 V ,内阻约2 k 描绘小灯泡伏安特性曲线，

5、 滑动变阻器选用F(阻值0 10 Q)(2)描绘小灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器应采用分压式接法；小灯泡正常工作时的电阻Rl = /=6 ，比电压表电阻小的多，则电流表应采用外接法。(3)根据题图中电流表、电压表的示数可知I =0.48 A, U = 2.20 V。答案(1)A D F (2)分压外(3)0.48 2.20例2小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大，某同学利用实验探究这一现象，所提 供的器材有：A.电流表 Ai：量程00.6 A,内阻约0.125 QB.电流表 A2：量程03 A,内阻约0.025 QC.电压表V1：量程03 V,内阻约3 k QD.电压表 V2：量程015 V,内阻

6、约15 k QE.滑动变阻器R1：总阻值约10 QF.滑动变阻器 R2：总阻值约200 QG.电池E:电动势3.0 V,内阻很小H.导线若干，开关 S该同学选择仪器，设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据：I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00请你推测该同学选择的器材是：电流表为 ,电压表为 ,滑动变阻器为(以上均填写器材前序号)。(2)请你推测该同学设计的实验电路图并画在下面的虚线框中。解析(1)由表中实验数据可以知道，电流最大测量值为0.50 A,则电

7、流表应选 A;电压最大测量值为2.00 V,电压表应选 C;为方便实验操作滑动变阻器应选择E。(2)由表中实验数据可以知道，电压与电流从零开始变化，滑动变阻一领器应采用分压接法；灯泡最大阻值约为 R=U=猾 a=4.0 0电流表内, .1 0.50阻约为0.125 Q电压表内阻约为 3 k Q,电压表内阻远大于灯泡电阻，电I_d_厂一TS流表应选择外接法；电路图如图所示。答案(1)A C E (2)电路图见解析1 .多选在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，已备有以下器材：小灯泡、学生电源、开关、导线若干，还必需的器材有()A.电压表B.电流表C.滑动变阻器D.多用电表解析：选ABC 实验中

8、要测量电压和电流，必需电压表和电流表，描绘图线必须测出 多组U、I值，因此要用滑动变阻器调节小灯泡的电流和电压，A、B、C正确。2 .做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验。(1)实验电路图已经画出了一部分，如图所示，但尚未完整，请将该电路完整地连接好；（2）按你连接的电路，S闭合后，要使小灯泡的亮度增加，变阻器的滑片P应向（选填A”或B”端移动。解析：（1）采用滑动变阻器分压式连接，电路图如图所示：（2）要使小灯泡的亮度增加，变阻器的滑片P应向B端移动。答案：（1）见解析 （2）B3 .以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”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（I, U）,移动

9、滑动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组（I, U）值，共测出12组数据;B.将电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路。电流表外接，滑动变阻器采用分压式，如图所示；C.调节触头位置，使闭合开关前触头处于滑动变阻器的左端；D.按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线。以上各步骤中存在错误或不妥之处的是,应如何改正：（2）将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列： 。解析：错误或不妥的步骤是 ACD。A步骤：测量不同电压下的电流值I时，应先预设各组数据中的电压 U或电流I的值，而不是随意测，随意测时会使描点疏密不均匀，画图 线时出现较大误差，甚至

10、无法画出I-U图线。C步骤：闭合开关前应使小灯泡两端电压为零，即触头应置于滑动变阻器最右端。D步骤：应将各点用平滑的曲线连接。答案：（1）见解析 （2）BCAD4 .要测绘一个标有“ 3 V 0.6 W”的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E（电动势为4.5 V,内阻约1 Q）电流表A（量程为0250 mA,内阻约5 Q）电压表V（量程为03 V,内阻约3 k Q）开关一个、导线若干（1）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 Ri（最大阻值20口额定电流1 A）B.滑动变阻器 电（最大阻值1 750

11、R额定电流0.3 A）（2）实验的电路图应选用下列的图 （填字母代号）。解析：描绘小灯泡的伏安特性曲线要求电压从零开始，需选用滑动变阻器的分压式接法，滑动变阻器阻值应选较小的，故选 Ao由于灯泡电阻较小，正常工作时R=up2=15 Q,电流表选用外接法误差较小，故电路图选B。答案：(1)A (2)B5 .某实验小组要描绘一只小灯泡 L(2.5 V 0.5 A)的伏安特性曲线。实验中除导线和开 关外，还有以下器材可供选择：电源E(3.0 V,内阻约 0.5 Q)电压表Vi(03 V,内阻约3 k Q)电压表V2(015 V,内阻约15 k Q)电流表Ai(00.6 A,内阻约0.125 Q)电流

12、表A2(03 A,内阻约0.025 Q)滑动变阻器Ri(05 Q)滑动变阻器R2(01 750 Q)(1)电压表应选择 ,电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 (2)实验过程中要求小灯泡两端电压从零开始调节，应选择下图中哪一个电路图进行实 验 O解析：(1)灯泡的额定电压为 2.5 V,额定电流是0.5 A,所以电压表应选择 V1,电流表应选择A1,因本实验必须采用分压接法，故滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。(2)描绘灯泡伏安特性曲线，电压、电流要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，灯泡的电阻约为R = 0jQ=5Q,远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小,选图A所示实验电路。答案：(1)V1 A1 R1 (2)A6.表格中所列数据是测量小灯泡U I关系的实验数据:U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)分析表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图中的 (选填“甲”或“乙”)。(2)请在图丙所示