高考物理一轮复习实验八描绘小电珠的伏安特性曲线教学案

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线

考情解读

1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式.

2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线.

1.实验原理

(1)测多组小电珠的〃、/的值，并绘出/一〃图象；

(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系.

2.实验器材

小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0〜3V〜15V”、电流表“0〜0.6A〜3A”、滑动变阻器、

学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.

3.实验步骤

(1)画出电路图(如实验原理图甲).

(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理

图乙所示的电路.

(3)测量与记录

移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值〃和电流值/,并将测量数据填

入自己设计的表格中.

(4)数据处理

①在坐标纸上以〃为横轴，/为纵轴，建立直角坐标系.

②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.

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.实验器材选取

(1)原则：①安全；②精确；③操作方便.

(2)具体要求

①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许超过

0.6A.

②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.

③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值.

④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的I以上.

⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式

接法要选用较小阻值的滑动变阻器.

【规律方法总结】

1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较

R

两种接法的电路图Ro

l|〈J*

负载7?上电压的调节范

QWUWE

围

负载彳上电流的调节范E/E

「

围R+RR

2.两种接法的适用条件

⑴限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑

动变阻器的最大电阻还小).

(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大).

3.注意事项

(1)电路的连接方式：

①电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小，与量程为0.6A的电流表

串联时，电流表的分压影响很大.

②滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.

(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合

时小电珠的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而

烧坏灯丝.

(3)/一〃图线在"=1.0V左右将发生明显弯曲，故在〃=1.0V左右绘点要密，以防出现

较大误差.

4.误差分析

（1）由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表

的分流，使测得的电流值大于真实值.

（2）测量时读数带来误差.

（3）在坐标纸上描点、作图带来误差.

高频考点突破

高频考点一实验原理与电路设计

例1.[•天津理综•9（3）]某同学想要描绘标有“3.8V0.3A”字样小灯泡L的伏安特

性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外，

还有：电压表片（量程0〜3V,内阻等于3k。）

电压表V2（量程0〜15V,内阻等于15kQ）

电流表&（量程0〜200mA,内阻等于10C）

电流表由（量程0〜3A,内阻等于0.1Q）

滑动变阻器K（0-10Q,额定电流2A）

滑动变阻器用（0〜1kQ,额定电流0.5A）

定值电阻尼（阻值等于1Q）

定值电阻吊（阻值等于10Q）

定值电阻尼（阻值等于1kQ）

电源£（«=6V,内阻不计）

（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。

（2）该同学描绘出的/〃图象应是下图中的。

解析：描绘小灯泡的伏安特性曲线时，要求“测量数据星蚩精确、绘制曲线完整”，从电表的量程

来看，Vi、Ai量程偏小，直接测量灯泡的电压、电流时，曲线不完整，若用Vz、4测量灯泡的电压、电流

时，读数不够精确。题目中给了滑动变阻器和几个定值电阻，我们可以采用定值电阻分压、分流的方式扩

大电表的量程，准确读出灯泡的电流值、电压值，绘制完整的曲线。

（1）电路图如图所示，滑动变阻器的选择：用的阻值太大，调节不灵敏，故选用。与电流

表人并联的电阻：由于人的内阻为10Q,若选用为并联电阻，则量程为。〜0.4A,若并联

阻值过小，电流表读数偏小，读数欠精确。与电压表串联的电阻：分压电阻的阻值应该与电

压表％的内阻具有可比性，故选择庶作为分压电阻，此时量程为0〜4V。

(2)灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其阻值也随温度的升高而增大，则IU图线的斜率应越来越

小，图B正确。

答案：(1)图见解析(2)B

【变式探究】(•浙江理综•22)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实

验的实物连接图.

图1

illl'llIlli

图2

⑴根据图1画出实验电路图；

(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示,

电流表量程为0.6A,电压表量程为3V.所示读数为：①、②、③、

④.两组数据得到的电阻分别为和.

答案（D见解析图（2）①0.10A②0.24A

③2.00V@0.27V8.3Q（8.3±0.1Q均可）2.7Q（2.7±0.1Q均可）［如填为

2.7Q（2.7+0.1Q均可）

8.3Q（8.3±0.1C均可）也行］

解析（D描绘小灯泡的伏安特性曲线需要测量电压范围大，变阻器用分压式接法，小灯

泡电阻比较小，电流表要外接，电路图如图所示.

（2）电流表量程为0.6A时，最小刻助0.02A,读数读到小数点后两位，所以①表示数为0」0A,②表

示数为0.24A;电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,应估读到0.01V,所以③表示数为2.00V,④表示

数为0N7V,根据欧姆定律五尸苧=^^=830瓦4=察C=2.7Q.

JlU.Z4AJ2U.l

【变式探究】小亮同学为研究某电学元件（最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55

A）的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：

A.电压表（量程3V,内阻6kQ）

B.电压表（量程15V,内阻30kQ）

C.电流表（量程0.6A,内阻0.5Q）

D.电流表（量程3A,内阻0.1Q）

E.滑动变阻器（阻值范围0〜5Q,额定电流为0.6A）

F.滑动变阻器（阻值范围0—100Q,额定电流为0.6A）

G.直流电源（电动势£=3V,内阻不计）

H.开关、导线若干.

该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据（/和〃分别表示电学元件上的电流

和电压）.

7/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50

U/N00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

⑴为了提高实验结果的准确程度，电流表选;电压表选

;滑动变阻器选.(以上均填写器材代号)

(2)请在虚线框中画出实验电路图.

答案(DCAE(2)见解析图

解析(D从表格中的实险数据可知，电流测量值I的范围为。〜。50A,电压测量值U的范围为0~200

V,因此电流表应选C,电压表应选A.因为本实险要测量多组(57)值，需使电压"连续变化，因此，滑动

变阻器应接成分压式，故选阻值较小的滑动变阻器E.

(2)由表格中的数据，根据估算电学元件的电阻值大约为几欧，因此电流表外接.电

【举一反三】要测绘一个标有“6V2.5W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽

可能减小实验误差，备有下列器材：

A.直流电源(6V,内阻未知)

B.电流表G(满偏电流3mA,内阻及=10Q)

C.电流表A(0〜0.6A,内阻未知)

D.滑动变阻器〃(0〜20Q,5A)

E.滑动变阻器R'(0-200Q,1A)

F.定值电阻尼(阻值1990Q)

G.开关与导线若干

(1)由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表G作为电压表使用测出小灯泡两

端电压，再用电流表A测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线，该方案实

际上不可行，其最主要的原因是

（2）为完成本实验，滑动变阻器应选（填器材前的序号•）.

（3）请在图3中完成本实验的实物电路图的连线.

图3

答案（1）电流表G分压较小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大（2）D（3）如图

所示

解析（1）电流表G测量电压范围太小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大.

（2）、（3）由于满足灯泡电阻和电流表内阻接近，所以电流表应用外接法，由于伏安特性曲线中的电压和

电流均要从。开始测量，所以滑动变阻器应采用分压式接法，故滑动变阻器应选D,实物电路图的连线如

图所示.

【方法技巧】电学实验电路设计的思路与方法

1.首先应明确题目的要求，看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，

或要求设计达到何种标准的电路等.其设计原则是：安全、方便、经济.

2.在测量电路中，一般有电流表内接和外接两种方法，对于给定电表内阻的情况，应先

比较而与待测电阻尼的关系，其中曲=^^京，若兄＞％则设计为电流表内接法；若"〈吊，

则设计为电流表外接法；若电表量程不合适，往往还要用定值电阻对电表进行改装.

3.控制电路分滑动变阻器的分压式和限流式两种接法，两种接法的选择方法如下：

（1）采用限流式接法时不能控制电流（或电压）满足实验要求，即滑动变阻器阻值调到最

大，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电

流(或额定电压)，则必须选用分压式接法.

(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器

的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压

式接法.

(3)若实验中要求测量电路中电压从0开始变化，则必须采用分压式接法.

(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗

能低.

高频考点二数据处理及误差分析

例2.某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图4甲所示，现

已完成部分导线的连接.

①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，

请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；

丙

图4

②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为A：

③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将只相同的小电

珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Q的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最

大，其总功率的值约为_______W(保留两位小数).

答案①连线如图所示②0.44③42.25

解析②由题图乙知电流表量程为0.6A,所以读额为0.44A;③电源内阻为1Q,所以当外电路总电

阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即小电珠的总功率最大，此时外电路电压等于内电压等于L5V,

由题图丙知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A,此时电阻约为^=7=3.9564Q,并联后的总电

阻为1。，所以需要4个小电珠并联，小电珠消耗的总功率约为P=|^=nrW=2.25W.

A/-1

【变式探究】由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现

象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线.可供选择的实验器材有：

A.待测电阻器兄（2.5V,1.2W）

B.电流表A（O〜0.6A,内阻为1Q）

C.电压表V（O〜3V,内阻未知）

D.滑动变阻器（0-10Q,额定电流为1A）

E.电源3=3V,内阻r=lQ)

F.定值电阻屈（阻值为5Q）

G.开关一个和导线若干

（1）实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内

画出实验电路图.

（2）按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下:

7/A0.150.200.250.300.350.400.450.48

U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00

其中，/是电流表的示数，〃是电压表的示数，心是电阻器两端的实际电压.请通过计算

补全表格中的空格，然后在图5中画出电阻器的伏安特性曲线.

O0.1().20.30.4(»,5//A

图5

（3）该同学将本实验中的电阻器凡以及给定的定值电阻凡二者串联起来，接在本实验提供

的电源两端，则电阻器的实际功率是W.（结果保留两位小数）

答案见解析

解析（1）要使电阻器两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法.电路图如

图甲所示.

Q）电压表的示数减去电流表的分压即为电阻器两端的电压：L\=U-Ir,数据如下表.电阻器的伏安特

性曲线如图乙中曲线所示.

KV0.100.200.350.600.901.452.052.52

（3）由K+Rr+R»=E作出口-1图象如图乙中直线所示，由此图象与电阻器。：一/图线的交点可得此时

电阻器的电压电流『=0.35A,电阻器的实际功率为上0.32W.

【方法技巧】电源与小灯泡的伏安特性曲线结合法

电源对电路中小灯泡供电工作，显然路端电压与电路中电流满足关系U=E-Ir,整理可

EU

得/=一-一，即可作出一条电源的伏安特性曲线.同时流经小灯泡的电流与其两端电压满足小

rr

灯泡的伏安特性曲线，两线的交点既符合闭合电路的欧姆定律，又满足小灯泡的伏安特性曲

线特点，即为所求的电流与电压值.

高频考点三实验拓展与创新

例3.LED二极管的应用是非常广泛的，诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天

野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管（LED）,并因此带来的新

型节能光源.某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压〃和通

过它的电流/的数据如下表所示.

U/N0.00.400.801.201.602.002.402.80

Z/mA0.00.92.34.36.812.019.030.0

实验室提供了以下器材：

A.电压表（量程0〜3V,内阻约20kQ）

B.电压表（量程0〜15V,内阻约100kQ）

C.电流表（量程。〜50mA,内阻约40Q）

D.电流表（量程0〜0.6A,内阻约2Q）

E.滑动变阻器（阻值范围0〜20Q,允许最大电流2A）

F.电源（电动势6V,内阻不计）

G.开关，导线若干

甲乙

图6

（1）该同学做实验时，电压表选用的是______,电流表选用的是________（填选项字母）.

（2）如图6甲中的实物连线已经连了部分电路,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.

（3）根据表中数据，请在图乙中画出该二极管的/一〃图线.

（4）若此发光二极管的最佳工作电流为15mA,现将此发光二极管与电动势为3V、内阻

不计的电池组相连，还需串联一个阻值R=Q的电阻，才能使它工作在最佳状态.（结

果保留两位有效数字）

答案（1）AC（2）见解析图甲（3）见解析图乙（4）53

解析（D根据实验数据表可知电压最大为2.80V,最大电流为30.0mA,所以电压表应

选择A,电流表应选择C.

（2）通过估算二极管的阻值可知满足所以电流表应用外接法.

KKHA

由于电流、电压从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，连线图如图甲所示.

甲

（3）画出的/一。图象如图乙所示

//mA

25

20

15

10

O2

乙

G）根据闭合电路欧姆定律应有/=五三，由图象可读出7=15mA时对应的电压L=2.2V,可求

出火产146.7D,代入数据解得7?=53Q

【变式探究】为探究小灯泡的电功率尸和电压〃的关系，小明测量小灯泡的电压少和电

流I,利用得到电功率，实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1.8W"，电源为12V

的电池，滑动变阻器的最大阻值为10Q.

图7

(1)准备使用的实物电路如图7所示，请将滑动变阻器接入电路的正确位置.(用笔画线

代替导线)

(2)现有10Q、20Q和50Q的定值电阻，电路中的电阻用应选Q的定值电

阻.

(3)测量结束后，应先断开开关，拆除两端的导线，再拆除其他导线，最后整理

好器材.

(4)小明处理数据后将A6?描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图8所示，请指出

图象中不恰当的地方.

图8

答案(1)如图所示

8tk9

-OJ6\3

(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线；横坐标的标度选择不合适.

解析(D由于电压调节范围大，因此滑动变阻器用分压式接法；由于小灯泡的额定电流六卷=0.6A,

因此电流表选用。6A的量程.

(2)电路中定值电阻起保护作用，电池的电动势为12V,小灯泡的内阻r二为卷g0=50,因此小

灯泡和滑动变阻器并联后的最大电阻为普Q,要使小灯泡两端的电压能达到3v,由尹二皆可

I=11V_A]

知，R1不能超过10Q,所以B应选1。Q的定值电阻.

(3)测量结束后，应先断开开关，拆除电池两端的导线，防止电池出现短路以致被烧毁.

(4)由—%?知，图象的斜率是变化的，因此图线应是一条曲线.画图线取标度时，应使

点尽可能分布在整个坐标纸上，显然该同学的横坐标的标度选择不合适.

【举一反三】某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内

阻约为3kQ)、电流表(内阻约为1Q)、定值电阻等。

R如

(a)

(1)使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“XI”欧姆挡测量，示数如图1(a)所示，读

数为________Q。据此应选择图1中的________(填“b”或"c”)电路进行实验。

(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片〃从左向右滑动，电流表的示数逐渐

(填“增大”或"减小”);依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y,重复

实验。

图2

⑶图2(a)是根据实验数据作出的〃一/图线，由图可判断元件(填“X”或"Y”)

是非线性元件。

(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值A=21Q的定值电阻，测量待测电池的电

动势£和内阻r,电路如图2(b)所示。闭合Si和S2,电压表读数为3.00V；断开Sz,读数为

1.00V,利用图2(a)可算得£=V,r=Q(结果均保留两位有效数字，视电

压表为理想电压表)。

解析：(1)欧姆表的读数k示数X倍率，得A=10Q；根据实验电路产生误差的原因

知应选用电流表外接，故选择“b”电路进行实验。

（2）滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，五三增大，待测电阻两端的电压增大，所以电流表的示数增大。

（3）根据伏安特性曲线知，X为线性元件，Y为非线性元件，且&二100。

G）由闭合电路欧姆定律：

S】、S2均闭合，有3=昌效

s】闭合，S：断开，有5=Rx：R+产

解以上两式得r=0.50Q,E=3.2V

答案：（1）10b（2）增大（3）Y（4）3.20.50

真题感悟

1.[•天津卷]（3）某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲

线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除了开关、导线外,

还有：

电压表片（量程。〜3V,内阻等于3kQ）

电压表”（量程。〜15V,内阻等于15kQ）

电流表A“量程0〜200mA,内阻等于10。）

电流表Az（量程0〜3A,内阻等于0.1Q）

滑动变阻器用（0〜10Q,额定电流2A）

滑动变阻器是（0〜1kQ,额定电流0.5A）

定值电阻尼（阻值等于1Q）

定值电阻用（阻值等于10Q）

定值电阻尼（阻值等于1kQ）

电源£（6=6V,内阻不计）

①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.

②该同学描绘出的〃。图像应是图中的.

图1-

【答案】①电路如图1-所小②B

【解析】①电压表W和定值电阻总串联，可改装成量程为0-4V的电压表，电流表A1与定值电阻

心并联，可改装成量程为。〜04A的电流表，待测小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接法.

②小灯泡的电阻随着温度的升高而变大，所以B正确.

2.[•浙江卷】某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kQ的

电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Q的电流表.采用分压电路接线，图1是实物的部分

连线图，待测电阻为图2中的A,其阻值约为5Q.

电流方向

电流方向

图1-8

(1)测后阻值的最优连接方式为导线①连接(填“a”或“6”)、导线②连接

(填“c”或"/).

(2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得R、的阻值为Q.

(3)已知图2中兄与用是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，兄的边长是R

的右，若测用的阻值，则最优的连线应选(填选项).

A.①连接a,②连接cB.①连接a,②连接d

C.①连接4②连接cD.①连接6,②连接d

【答案】(Dad

(2)如图所示4.4-4.7

(3)B

【解析】⑴因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压

电路接线，故测B阻值的最优连接方式为导线①连接。、导线②连接d

△匚个个

(2)作图如图所示，则m=2]=言Q=4.4Q.

(3)根据电阻定律可得「。丁=£,故是=石，要测用的阻值，与测量卡一样，最优的

dLa

连线应①连接a,②连接&故B正确.

1、【•浙江•2217.图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连

接图。

(1)根据图1画出实验电路图.

(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①②③④所示，电流

表量程为0.6A,电压表量程为3V。所示读数为：

①—一②――③――④一两组数据得到的电阻分别为

和。

【答案】(1)如图

(2)①0.10A、②0.24A、③2.0V、@0.27V»(8.3±0.1)Q和(2.7±0.1)Q,如填为

(2.7±0.1)。和(8.3±0.1)Q也行

【解析】(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻

器采用分压接法，故电路图如图所示

C)电流表的量程为064,所以每小格表示的分度值为QQ2A,故①的读数为Q10A,②的读数为0.24A

电压表的量程为3V,则每一小格表示0.1V,所以③的示数为2.0V,④的示数为0.27V

元=2^21=27。

电压小，两端的电流小，故①④为同一组数据，故得到的电阻为0-1A,

②③为另外一组数据，故得到的电阻为人能=&.

2、【•福建•19(2)]10.某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验

器材如图甲所示，现己完成部分导线的连接。

①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。

请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;

C'V

②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为A；

③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将只相同的小电珠并联

后，直接与电动势为3V、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总

功率的值约为W（保留两位小数）。

【答案】如图所示0.4442.25

【解析】实物图如图所示；由图知电流表量程为Q6A,所以读数为0.44A;电源内阻为1欧，所以当

外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于15V,由图知当小电珠

2?=—=3.95Q

电压等于1.5V时电流约为O.38A,此时电阻约为I，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个

仃1十

P=—=—=2.25W

小电珠，小电珠消耗的总功率约为1

押题专练

1.从下表中选出适当的实验器材，测量小电珠的伏安特性曲线，得到如图7所示/—〃

图线。

器材（代号）规格

电流表（A.）量程0~0.6A,内阻1Q

电流表（4）量程0~3A,内阻1Q

电压表（％）量程0〜3V,内阻约2kQ

量程0〜15V,内阻约10

电压表“2）

kQ

滑动变阻器（而）阻值。〜25。

电池㈤电动势6V,内阻不计

开关（S）,导线若

干

在如图7所示的/一〃图线中，/到6过程中小电珠电阻改变了Q。

（2）测量电路中电流表应选用—（填代号），电压表应选用—（填代号），电流表应采用

（选填“内”或“外”）接法。

⑶

图8

在图8所示虚线框中用笔补画完整实验电路图，要求变阻器滑片右移时，小电珠两端电

压变大。

解析（1）先分别通过和8。连线的斜率，求出卫、3两点对应电阻为30C和40Q,则A到B过程

中小电珠电阻改变了40Q-30Q=10Qo

⑵

由图象测量的最大数值可知，电流表应选小量程0.6A,即由,电压表应选较大量程15V,

即小。由于丽瓦=100Q>40Q,故应采用电流表外接法。

(3)电表读数从0开始，故变阻器应采用分压式接法，如图所示.

答案⑴10(2)A,V2外(3)见解析图

2.某同学查阅资料发现铅笔芯的电阻随温度的升高而变小。在实验中，他取一段长为16

cm的铅笔芯，用多用电表测量其电阻大约为4Q。该同学要较精确地测量铅笔芯的电阻，现

有下列器材可供选择：

A.电源3V(内阻不计)

B.电流表0〜3A(内阻0.1Q)

C.电流表0〜600mA(内阻0.5Q)

D.电压表0〜3V(内阻3kQ)

E.电压表0〜15V(内阻200kQ)

F.滑动变阻器(0〜10Q,1A)

G.滑动变阻器(0〜1kQ,300mA)

(1)除开关、导线外，实验中要求能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的

器材有：(填写字母代号)；

(2)用笔画线代替导线，在实物图9中连接实验电路；

图9

(3)该同学记录了实验数据，并画出了该铅笔芯的伏安特性曲线，证实了铅笔芯的电阻随

温度的升高而减小，则该铅笔芯的伏安特性曲线为下图中的。

解析（D因电源电动势E=3V,所以选择量程为。〜3V的电压表D;根据欧姆定律算出最大电流为

0.75A,所以选择量程为。〜600mA的电流表C：滑动变阻器采用分压式接法，阻值较小的方便调节，因此

选择滑动变阻器F。

（2）电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法；待测铅笔芯阻值较小，电流表

采用外接法。应先画出电路图（如图甲），然后再连接实物图（如图乙）。

乙

（3）由铅笔芯的电阻随温度的升高而减小知应选Co

答案（DACDF（2）实物连接如解析图所示（3）C

3.某学习小组用伏安法测量一未知电阻尼的阻值，给定器材及规格为：

电流表A（量程为0〜5mA,内阻约为10Q）

电压表V（量程为。〜3V,内阻约为3kQ）

最大阻值约为100Q的滑动变阻器；

电源以电动势约3V）；

开关S、导线若干.

（1）由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图甲所示电路试测，读得电压表示数大约

为2.5V,电流表示数大约为5mA,则未知电阻的阻值兄大约为Q.（计算时不必考

虑电压表内阻）

（2）经分析，该电路测量误差较大，需改进.请直接在图甲上改画：①在不需要的连线上

画“X”表示，②补画上需要添加的连线.

（3）对改进的电路进行测量，并根据测量数据画出了如图乙所示的〃一/图象，得R、=

Q.（保留三位有效数字）

答案：(1)500(2)如图所示(3)600

U25

解析：(1)根据用图甲测量的数据和欧姆定律得此=彳=看kQ=5000.

I5X10

(2)待测量电阻兄的阻值约为500Q,而电压表的内阻约为3kQ,是待测电阻的6倍左

右，电流表的内阻约为10Q,待测电阻是电流表内阻的50倍左右，所以用电流表外接法时

电压表的分流作用比较大，应改为电流表内接法.

(3)待测电阻尼的大小就等于图乙中图线的斜率，即-=»=之厂：；，。=600

A14-JA1U

Q.

4.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源、额

定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线.要求能测

出尽可能多组数据.如图是没有连接完整的实物电路.(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f

(2)连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，

电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是.；

(3)排除故障后闭合开关，移动滑片？到某处，电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的

额定功率，应将滑片尸向(填“左”或“右”)端滑动；

(4)通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所

示的〃一/图象.根据〃一/图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是W；

0

0.1020.30.4Z/A

（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是—

答案：（1）连线如图所示

（2）c段导线断路或灯泡损坏（3）右（4）0.5（5）小灯泡的电阻随温度的升高而增大

解析：”）描绘小灯泡的伏安特性需要电压从零开始连续变化，所以变阻器需用分压电路；由于小灯泡

电阻较小，电流表用外接法.

（2）中学阶段电路故障只有两种情况，即断路和短路.小灯泡不亮表示无电流通过灯泡，

电压表有读数表示电压表中有电流通过，可用假设法逐段排除.

（3）为了判断方便，可先画出电路图.（需严格与实物图对应）

所以电压变大时，滑片应向右滑动.

（4）根据仆/图象确定当电压为2.5V时所对应的电流，根据A0可计算额定功率.

5.有一个小灯泡上标有“4.8V,2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率,

并作出小灯泡的电功率夕与它两端电压的平方犬的关系曲线.有下列器材可供选用：

A.电压表明（0〜3V,内阻3kQ）

B.电压表Vz（0〜15V,内阻15kC）

C.电流表人（0~0.6人，内阻约1Q）

D.定值电阻石=3kQ

E.定值电阻尼=15kQ

F.滑动变阻器R（10Q,2A）

G.学生电源（直流6V,内阻不计）

H.开关、导线若干

（1）实验中所用电压表应选用,定值电阻应选用（均用序号字母填写）；

（2）为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求

的电路图;

（3）利用上述实验电路图测出的电压表读数“与此时小灯泡两端电压〃的定量关系是

下图的四个图象中可能正确的是

答案：（1）AD（2）电路图如图

⑶〃=24

解析：由于蚩程15V的电压表量程较大，所以可以采用扩大3V量程电压表的办法，实将中所用电压

表应选用A,定值电阻应选用心=39的D.采用分压电路，电流表外接.利用上述实睑电路图测出的电

压表读数K与此时小灯泡两端电压匚：的定量关系是U=2K.由尸=。：七宜随温度升高（电压增大）而增大,

小灯泡的电功率P与它两端电压的平方L-的关系曲线可能正确的是图C.

6.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，除标有“6V,1.5W”字样的小电珠、

导线和开头外，还有下列器材：

A.直流电源（6V,内阻不计）；

B.直流电流表（量程为3A,内阻0.1Q以下）：

C.直流电流表（量程为300mA,内阻约为5Q）；