高三物理一轮复习 04 描绘小灯泡的伏安特性曲线导学案

1、描绘小灯泡的伏安特性曲线【课题】描绘小灯泡的伏安特性曲线【目标】1、描绘小灯泡的伏安特性曲线；分析小灯泡伏安特性曲线变化规律；2、知道测定电阻的方法。【实验原理】在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，也就是U-I曲线是条过原点的直线。但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I曲线就可能不是直线。如图所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C由A端向B端逐渐移动时，流过小电珠的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，将各组I、U值描绘到U-I坐标上，用平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡的伏安特性曲线。【实验步骤】 1.连接实验电路（1）连接实验器材，接图连接实验电路，电流表量程0.

2、6A，电压表量程3V （2）本实验中因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法 （3）因本实验要作IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法2读取I、U数据（1）将滑动变阻器的滑片C向另一端滑动，读取一组电流表和电压表的读数（2）逐渐移动滑动变阻器的阻值，使灯泡的电压逐渐增大，在灯泡电压范围内记录6组以上电压值U和相应的电流值I3描绘图线将6组U、I值，描绘到IU坐标上，画出IU曲线，U-I图线在U1.0 V左右将发生明显弯曲【典型例题】 例1 (2010莱芜模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6 V，1.5 W”的小灯泡、导

3、线和开关外，还有：A直流电源6 V(内阻不计) B直流电流表03 A(内阻0.1 以下)C直流电流表0300 mA(内阻约为5 ) D直流电压表010 V(内阻约为15 k)E滑动变阻器10 ，2 A F滑动变阻器1 k，0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量（1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号表示)(2)在方框内画出实验电路图(3)试将图中所示器材连成实验电路（4）小灯泡的IU图线是一条曲线,其原因是 .例2要测绘一个标有“3V，0.6W”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4.5

4、V，内阻约1):电流表（量程为0250mA内阻约5);电压表（量程为03V内限约3k):电键一个、导线若干。 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（最大阻值20, 额定电流1A)B. 滑动变阻器（最大阻值1750,额定电流0.3A) 实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）。 实脸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到电动势为1.5V，内阻为5的电源两端，小灯泡消耗的功率是 W。 例3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

5、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10 k,电流表的内阻RmA约为100）.（2）在下图中的小方格纸上用描点法画出二极管的I-U图象.二、电阻的测量（一）伏安法测量电阻GR1R2S2S1原理：欧姆定律和闭合电路欧姆定律，注意电表量程的选择和电流表内、外接法的正确选择。（二）半偏法测电表电阻1RxRAS2原理：在右图电路中，先断开S2，闭合S1，让电流通过电流表并使其满偏，然后接上电阻箱，并调节它使电流表半偏，由于总电流几乎不变，电流表和R2上各有一半电流通过，意味着它们电阻相等，此时读出电阻箱的电阻，即为电流表的

6、内阻Rg=R2（三）等效替代法测电阻原理：在右图中，S接1，记下电流值I， S接2，调节电阻箱R，使电流值仍为I，则Rx =R（四）比较法测量电阻RxPV甲乙RPVRx如图，调节P，甲图中的电压表的电压为U1、保持P不动，乙图中的电压表的电压为U2，则 ；【典型例题】例4用半偏法测电流表内阻，提供的器材如下：AR1R2SS1干电池(电动势E约为1.5V，内阻r约为10)、待测电流表A(050A，内阻约4k)、电阻箱R1、R2（均为099999.9）、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R1到26090.0时，电流表A满偏；再闭合S1，R2调为3770.0

7、时，电流表A半偏，由此可得电流表的内阻Rg的测量值为 。（2）半偏法测量电流表内阻时，要求R1Rg（比值R1/Rg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Rg的测量误差较大。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”），导致这时的总电流 （选填“变大”或“变小”），半偏时R2 Rg（填“大于”或“小于”）。（3）为减小Rg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。具体的数值可以通过估算得出，实际操作如下：在中粗测出Rg后，再把R1先增加到 用第问中的有关条件求得具体数值，再调节R2使电

8、流表 。用这时R2的值表示Rg的测量值，如此多次补偿可使误差尽量减小。例5某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻 器R后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：请根据实验数据作出U-R关系图象。(2)用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用(1)中测绘的U-R图象可得RX=_ 。(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10的电阻换接在a、b之间，你

9、应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？例6图1为测量电压表V内阻的电路原理图图中两个固定电阻的阻值均为R，S1、S2是开关，E是电源(内阻可忽略）。(1)按电路原理图将图2中的实物图连线； (2)开关S1保持断开，合上开关S2，此时电压表的读数为U1；再合上开关S1，电压表的读数变为U2，电压表内阻 r =_（用U1、U2和R表示）。 例7某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx：电源E，适当量程的电流表电压表各一只，滑线变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干。他设计的电路图如图（a）所示，具体做法：先闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合理，记下