1、【 精品教育资源文库 】 实验 9 测绘小灯泡的伏安特性曲线 (必考 ) 考纲解读 (1)会测绘小灯泡的伏安特性曲线。 (2)会分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。 注意事项 1.电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小 ， 因此测量电路必须采用电流 表外接法。 2.滑动变阻器应采用分压式连接 本实验要作出 IU 图线 ， 要求测出一组包括零在内的电流、电压值 ， 故控制电路必须采用分压接法。 3.保护元件安全：为保护元件不被烧毁 ， 开关闭合前变阻器滑片应位于图中的 a 端。加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压。 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
2、路的 影响会带来误差，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。 【 精品教育资源文库 】 考点一 实验原理及基本操作 1.实验器材的选择 (1)原 则：安全；准确；操作方便。 (2)具体要求： 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 0.6 A。 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。 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。 电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 13以上。 从便于操作来考虑 ， 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
3、法要选用小阻值滑动变阻器。 2.电流表、电压表测电阻两种 方法的比较选择 电流表内接法 电流表外接法 电路图 误差原因 电流表分压 U 测 Ux UA 电压表分流 I 测 Ix IV 电阻测量值 R 测 U测I测 Rx RA Rx， 测量值大于真实值 R 测 U测I测 RxRVRx RV Rx， 测量 值小于真实值 适用条件 RA?Rx RV?Rx 口诀 大内偏大 (大电阻用内接法测量 ， 测量值偏大 ) 小外偏小 (小电阻用外接法测量 ， 测量值偏小 ) 3.滑动变阻器两种接法的比较 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 RER R0 U E 0 U
4、 E 分压电路调节范围大 【 精品教育资源文库 】 围 负载 R 上电流调节范围 ER R0 IER 0 IER 分压电路调节范围大 闭合 S 前触头位置 b 端 a 端 都是为了保护电路元件 1.(2016 10 月浙江选考 )“ 测绘小灯泡的伏安特性曲线 ” 实验 ， 要求采用分压电路 ， 电流表外接。小王的连线如图甲所示 ， 闭合开关 S 前请老师检查 ， 老师指出图中标示的 、 两根连线有一处错误 ， 错误连线是 _(填 “” 或 “”) ；图中标示的 、 和 三根连线有一处错误 ， 错误连线是 _(填 “” 、 “” 或 “”) 。小王正确连线后 ， 闭合开关 S 前 ， 应将滑动
5、变阻器滑片 C 移到 _(填 “ A” 或 “ B”) 处。 闭合开关 S， 此时电压表读数为 _V， 缓慢移动 滑片 C 至某一位置时 ， 电流表指针如图乙所示 ， 电流表的示数为 _A。 解析 电路要求采用分压式接法 ， 则连线 是错误的 ， 应接 A 处；电流表要求外接 ， 连线 应接；闭合开关 S 前 ， 应将滑动变阻器滑片 C 移到 A 处；闭合开关 S， 此时电压表读数为0 V；缓慢移动滑片 C 至某一位置时 ， 电流表的示数为 0.32 A。 答案 A 0 0.32 2.图为 “ 测绘小灯泡伏安特性曲线 ” 实验的实物电路图 ， 已知小灯泡额定电压为 2.5 V。 【 精品教育
6、资源文库 】 (1)完成下列实验步骤： 闭合开关前 ， 调节滑动变阻器的滑片 ， 使它靠近滑动变阻器 _(填 “ 左端 ” 或 “ 右端 ”) 的接线柱； 闭合开关后 ， 逐渐移动滑动变阻器的滑片 ， _； 断开开关 ，? 根据实验数据作出小灯泡灯丝的伏 安特性曲线。 (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。 解析 （ 1）滑动变阻器为分压式接法 ， 故闭合开关前 ， 小灯泡两端的电压为零 ， 调节滑动变阻器的滑片 ， 使它靠近滑动变阻器左端的接线柱。闭合开关后 ， 逐渐移动滑动变阻器的滑片 ， 增加小灯泡两端的电压 ， 记录电流表和电压表的多组读数 ， 直至电压达到额定电压。 （ 2）与
7、实物电路相应的电路图如图所示。 答案 （ 1） 左端 增加小灯泡两端的电压 ， 记录电流表和电压表的多组数据 ， 直至电压达到其额定电压。 （ 2）见解析图 3.以下是 “ 测绘小灯泡的伏安特性曲线 ” 实验的操作步骤： A.闭合开关 ， 调节滑片位置 ， 记下每次调节时电流表、电压表的一组示数 I、 U， 测出若干组数据。 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 ， 滑动变阻器采用分压式接法 ， 如图所示。 【 精品教育资源文库 】 C.调节滑片 ， 使闭合开关前滑片处于滑动变阻器的最左端 。 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
8、小灯泡的伏安特性曲线。 （ 1 ） 以 上 各 步 骤 中 存 在 错 误 或 不 足 的 是 。 应 如 何 改 正 ？_ _。 （ 2）将各步骤纠正后 ， 按实验先 后顺序排列起来 。 答案 （ 1） D 应将各点用平滑的曲线连接起来 （ 2） BCAD 考点二 电路设计、实物连线及数据处理 1.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）测量电路的选择。 （ 3）控制电路的选择。 下列情况下滑动变阻器应采用分压接法 题设条件中所提供的
9、电表量程或电阻的最大允许电流不够。 题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值。 题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化。 2.实物连线的原则 （ 1）先串后并 ， 接线到柱 ， 注意量程和正负。 （ 2）对限流电路 ， 用笔画线代替导线 ， 从电 源正极开始 ， 把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程 ， 滑动变阻器应调到阻值最大处）。 （ 3）对分压电路 ， 应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来 ，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头 ， 比较该接头和滑动触头两点的电
10、势高低 ，根据 “ 伏安法 ” 部分电表正负接线柱的情况 ， 将 “ 伏安法 ” 部分接入该两点。 3.实验结果与数据分析 （ 1）结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直 线 ， 而是向横轴弯曲的曲线。 【 精品教育资源文库 】 （ 2）分析：曲线向横轴 弯曲 ， 即斜率变小 ， 电阻变大 ， 说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大。 1.某学习小组要描绘一个标有 “3.6 V， 1.2 W” 的小灯泡的伏安特性曲线 ， 除了导线和开关外 ， 还有下列器材可供选择： 直流电源 E（电动势 4.5 V， 内阻不计） 电压表 V（量程 5 V， 内阻约为 5 k ） 电流表 A1（量程 35
11、0 mA， 内阻约为 1 ） 电流表 A2（量程 150 mA， 内阻约为 2 ） 滑动变阻器 R1（阻值 0 200 ） 滑动变阻器 R2（阻值 0 10 ） （ 1）实验中电流表应选 ， 滑动变阻器应选 ；（填写器 材代号） （ 2）如图所示 ， 以下的四个电路中应选用 进行实验。 解析 （ 1）灯泡的规格为 “ 3.6 V， 1.2 W” ， 则灯泡的额定电流 I 13 A 333 mA， 灯泡的电阻 Rx 10.8 ， 观察所给器材的规格 ， 电流表应该用量程为 350 mA 的 A1， 测量灯泡的伏安特性曲线 ， 小灯泡的电压和电流需要从零调起 ， 所以滑动变阻器应该用分压式接法 ，
12、 所以用 R2。 （ 2）据 R2x 10.82RARV 5 000， 所以电流表应用外接法 ， 所以实验电路要选择 A 图。 答案 （ 1） A1 R2 （ 2） A 2.用下列器材组装成描绘电阻 R0 伏安特性曲线的电路 ， 请将如图所示实物连线成为实验电路。 微安表 A（量程 200 A， 内阻约 200 ）； 电压表 V（量程 3 V， 内阻约 10 k ）； 电阻 R0（阻值约 20 k ）； 滑动变阻器 R（最大阻值 50 ， 额定电流 1 A）； 【 精品教育资源文库 】 电池组 E（电动势 3 V， 内阻不计）； 开关 S 及导线若干。 解析 由于 RVR0 0.5， R0R
13、A 100， 可以看出 R0?RA， 故采用电流表内接法。因描绘 R0的伏安特性曲线 ， 又因 为电阻 R0 的阻值远远大于滑动变阻器的阻值 ， 故采用分压接法。画出电路原理图如图所示。把实物与原理图结合起来完成连线 ， 注意电压表、电流表的正、负接线柱 ，保证电流从正接线柱进从负接线柱出 ， 连线如图所示。 答案 见解析 3.（ 20164 月浙江选考） 在 “ 测绘小灯泡的伏安特性曲线 ” 实验中 ， 小灯泡额定电压为 2.5 V、电流为 0.3 A。 （ 1）部分连线的实物照片如图甲所示 ， 请完成实物连接图； 【 精品教育资源文库 】 （ 2）某次实验中 ， 当电流表的示数为 0.1
14、8 A， 电压表的指针如图乙所示 ， 则电压为 V， 此时小灯泡的功率是 W； （ 3）正确测量获得的伏安特性曲线是下列图象中的 （填字母）。 解析 （ 1）小灯泡额定电压为 2.5 V， 故电压表选择 0 3 V 的量程；测绘小灯泡的伏安特性曲线时 ， 电压表、电流表需从 0 开始调节 ， 故滑动变阻器采用分压式接法；电流表采用外接法 ， 故实物连接图如图所示。 （ 2）结合量程可读出电压表的示数在 1.48 1.50 V， 故小灯泡的功率 P UI 0.181.48 W 0.27 W。 （ 3）随着电压的增大 ， 小灯泡的电阻越来越大 ， 故 C 正确。 答案 （ 1）如解析图所示 （ 2） 1.48 1.50 0.27 （ 3） C
