伏安特性曲线

1、第 页共22页知人善教培养品质引发成长动力实验二、描述小灯泡伏安特性曲线基础再现*深度思考先“结自主植理基础知识知识点一电流表、电压表测电阻两种方法电流表内接法电流表外接法电路图-uy-11误差原因电流表分压U=U+UA测xA电压表分流I=I+IV测XV电阻测量值R一测=R+RAR，测量测IxAx丁测值大于真实值URRR一7测一小丄VVR,测量值小于测IR+R“x测XV真实值适用条件R2RRxVAR2fri-rrrrrirrr|iV*rrrr1111L-U-1111ILLL11冲亠1111.LU.L-i_i_i_i-j.j_l_l_l_L.一1一-i-i-ii-器-1-1-1-!-mi-i-i

2、-i烈二-I-I-I-I-LLLLri-W-trrr1m7rri-r/Tillfrrr11ll17iii-厂厂1一厂iiiiJflA_42s?知识点二、滑动变阻器两种接法限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围0ue分压电路调节范围大负载R上电流调节范围7ker+r0r0iR，则Rg=R，一般情况R测量VR真.测量真实注意事项:R必须用电阻箱，电阻箱的选择，只要它能调出与电流表内阻相当的电阻即可；R可以用滑动变阻器，也可以用大阻值的电阻箱。当电阻箱接入时，维持总电流几乎不变是至关重要的,为此：R的实际阻值应远大于电流表的内阻；在调节电阻箱时，电阻R不应变化。二、半偏法

3、测量电压表电阻1.先合下S,调节R=0，再调节R使电压表指针满偏，保持变阻器电阻R不变，调节R，使电压表指针半偏，记下R：的值.2若RR则有：rv=R，但是一般情况R测量R真实【例1】有一电流表，量程为1mA，内阻rg约为1000。要求测量其内阻。可选用的器材有：电阻箱R0,最大阻值为99999.90；滑动变阻器甲：最大阻值为10kQ；滑动变阻器乙：最大阻值为2kQ；电源件：电动势约为2V，内阻不计；电源E2：电动势约为6V,内阻不计；开关2个，导线若干。采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下:断开耳和S2，将R调到最大；合上耳，调节R使电流表满偏；合上S2,调节R使电流表半偏，此时可认为其内

4、阻rg=R1。试问：在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选;为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择;电源E应该选择。小明认为内阻r=R.，此结果与的r真实值相比。(填“偏大”、“偏小”、“相等”)【例2】要测量内阻较大的电压表的内电阻，可采用，电压半值法”，其实验电路如图所示。其中电源两端的电压值大于电压表的量程，电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。先将滑动变阻器R的滑动头c调至最左端，将R2的阻值调至最大，依次闭合S2和耳，调节R使电压表满偏，然后断开S2,保持滑动变阻器的滑动头c的位置不变，调节R2使电压表半偏，此时R2的示数即可视为电压表的内电阻值。R1苫1（1）实验时，在断开S

5、2调节R2的过程中，a点与滑动变阻器的滑动头c之间的电压应。（2）实验室备有如下四个滑动变阻器，为减小测量误差，本实验中的滑动变阻器R1应选择A.10QB.lkQC.10kQD.lOOkQ（3）用本实验方法测得的电压表V的内阻值与电压表V内阻的真实值相比较，测量彳.A.偏大B.偏小C.准确【例3】用半偏法测电流表内阻，提供的器材如下：干电池电动势E约为1.5V,内阻r约为100）、待测电流表A（050yA，内阻约4k0）、电阻箱R、R2（均为099999.90）、电键、导线若干。（1）实验电路如图，有关实验操作及测量如下：只闭合S,当调节R到260900时，电流表A满偏；再闭合S,R2调为37

6、700时，电流表A半偏，可得电流表的内阻Rg的测量值为0。（2）半偏法测量电流表内阻时，要求RRg（比值RJRg越大测量误差越小），本实验中R1虽比Rg大，但两者之比不是很大，因此导致人勺测量误差较大。具体分析如下：电流表A半偏时的回路总电阻比全偏时的回路总电阻（填“偏大”或“偏小”），导致这时的总电（选填“变大”或“变小”），半偏时R2R（填2g“大于”或“小于”）。（3）为减小R的测量误差，可以通过补偿回路总电阻的方法，即把半偏时回路的总电阻的变化补回来。具体的g数值可以通过估算得出，实际操作如下：在（1）中粗测出Rg后，再把R,先增加到0；再调节R2使电g12流表。用这时心的值表示R的测

7、量值，如此多次补偿即可使误差尽量得以减小。2g【例4】要测量一只电压表的内阻Rv，提供的器材有：待测电压表V（量程03V，内阻约为3k0）；电阻箱R0（阻值09999.90）；滑动变阻器R1（阻值0200,额定电流为1A）；滑动变阻器R2（015000,额定电流为0.5A）；电源E（电动势为6V,内阻为0.50）；电键S及导线若干。（1）如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用。（2）在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为：A.合上电键S；B使滑动触头P处于最左端，R的阻值调至最大保持滑动变阻器的解头位置不变，增大电阻箱的阻值

8、，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值R2调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值R；（3）用测得的物理量表示电压表内阻应为；（4）在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实彳。（填“偏大”、“偏小”或“相同”）【例5】如图（甲）表示某电阻R随摄氏温度t变化的关系，图中R0表示0C时的电阻，K表示图线的斜率.若用该电阻与电池（E,r）、电流表R、变阻器R串连起来，连接成如图（乙）所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻测温计”.（1）实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度tVt2,则t1

9、的刻度应在t2的侧（填“左”、“右”）；（2）在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R。、K等物理量表示所测温度t与电流I的关系式：t=；（3）由上问关系式可知，计算温度和电流的对应关系，需要测量电流表的内阻（约为2000）.已知实验室有下列器材：A.电阻箱（099.990）；B.电阻箱（0999.90）；C.滑线变阻器（0200）；D.滑线变阻器（020k0）.此外，还有电动势合适的电源、开关、导线等.请在方框内设计一个用半偏法”测电流表内阻Rg的电路；在这个实验电路中，电阻箱应选；滑线变阻器应.（只填代码）rcORg:R/乙【例6】【2016全国新课标

10、II卷】某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99999.90），滑动变阻器R1（最大阻值500），滑动变阻器R2（最大阻值5k0）,直流电源E（电动势3V）。开关1个，导线若干。实验步骤如下按电路原理图（a）连接线路；将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。（1）试验中应选择滑动变阻器（填“R或“R2”）。（2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图

11、连线。Eb（3）实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.00,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为0（结果保留到个位）。（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流（填正确答案标号）。A.100yAB.250yAC.500yAD.1mA【例7】【2012天津】某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器。R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。（1）实验过程包含以下步骤，其合理的

12、顺序依次为A.合上开关S2分别将R1和R2的阻值调至最大记下R2的最终读数D反复调节R和R2的阻值，使q的示数仍为I,使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的读数为丫合上开关耳调节R使G2的指针偏转到满刻度，此时q的示数为I”记下此时q的示数从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与其真实值相比(填偏大、偏小或相等)若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量得结果，须写出在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS=【类型四、图像的交点】【例1】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6V3W”，其他可供选择的器材有：电压表V(量程6V,内阻20kQ)电压表

13、V2(量程20V,内阻60kQ)电流表A1(量程3A,内阻0.2Q)电流表A2(量程0.6A，内阻1Q)滑动变阻器R(01000Q,0.5A)滑动变阻器R2(020Q,2A)学生电源E(6V8V)开关S及导线若干某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I,绘成U-I关系曲线如图甲所示实验中电压表应选用；电流表应选用；滑动变阻器应选用；在虚线框乙中画出实验所用的电路图；若将该小灯泡接在电动势为6V,内阻为40的电源两端，则灯泡实际消耗的功率为W【例2】当小灯泡发光时，其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而变化。某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量出小灯泡的电流I和电压U得到如下

14、表所示的数据。f/A0.00D.120.220.290,0.3fl0.42645乩470,496SO0.000.200-4D660LQ0i.201.401.601.802.00（1）请你根据上表数据的特点，在答题卡的虚线框中画出实验电路图。可用的器材有：电源（电动势为3V）；小灯泡；电压表（量程3V，内阻约3kQ）；电流表（量程0.6A，内阻约0.20）；滑动变阻器（变化范围0-100）；开关和导线若干。（2）在坐标纸上画出小灯泡的U-I曲线；（3）由图可知：灯丝的电阻随灯泡发光亮度增加（填“变大”或“变小”）。（4）如果将上述实验中使用的小灯泡接在电动势为1.5V,内阻为2.00的电源两端，

15、利用上面的曲线可求出小灯泡的实际功率是W,电源效率为（保留2位有效数字）【例3】【2013天津】要测绘一个标有“3V0.6W”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3V,并便于操作。已选用的器材有：电池组（电动势为4.5V，内阻约10）；电流表（量程为0250mA，内阻约50）；电压表（量程为03V，内阻约3kQ）；电键一个、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（0200，1A）B.滑动变阻器（017500,0.3A）（2）实验的电路图应选用下列的图&r勻I_B.勻I-D.（3）试验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接

16、到电动势为1.5V,内阻为50的电源两端,小灯泡消耗的功率是W。【例4】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，使用的小灯泡标有“6V3W”的字样，其他可供选择的器材有:A.电压表V1（量程20V,内阻60kQ）C.电流表A1（量程3A,内阻0.20）E.滑动变阻器R1（010000,0.5A）G.学生电源E（68V）B.电压表V2（量程6V,内阻20k0）D.电流表A2（量程0.6A，内阻10）F.滑动变阻器R2（0200,2A）H.开关S及导线若干某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I,绘成U-I关系曲线如图甲所示.（1）实验中电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用;（均

17、填写器材对应的字母序号）（2）在虚线框乙中画出实验所用的电路图；（3）现把实验中使用的小灯泡接到如丙图所示的电路中，其中电源电动势E=6V,内阻r=10,定值电阻R=6.50,此时灯泡的实际功率为W.（结果保留两位有效数字）【例5】用DIS测电源的电动势和内电阻电路如图a所示，R0为定值电阻.（1）调节电阻箱R,记录电阻箱的阻值R和相应电流值I,通过变换坐标，经计算机拟合得到如图b所示图线,由图线可得该电源电动势为V.（2）现有三个标有“2.5V0.6A”相同规格的小灯泡，其I-U特性曲线如图c所示，将它们与图a中电源按图d所示电路连接，A灯恰好正常发光，则电源内阻r=Q,图a中定值电阻R0=

18、Q.【例6】【2017全国1卷】某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表（量程3V，内阻3kQ）；电流表（量程0.5A，内阻0.5Q）；固定电阻R（阻值1000Q）；滑动变阻器R（09Q）；电源E（电动势5V,内阻不计）；开关S；导线若干。（1）实验要求能够实现在03.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源E0（电动势4V,内阻1Q）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变