光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)描绘小电珠的伏安特性曲线2)分析伏安特性曲线的变化规律1．实验原理用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U ，I)值，在 U－I 坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来2．电路设计(1)电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大2)滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化3．滑动变阻器的限流接法和分压接法(1)两种接法比较：方式内容 限流接法 分压接法 对比说明两种接法电路图 串、并联关系不同负载 R 上电压调节范围 ≤U≤≤E 分压接法调节范围大负载 R 上电流调节范围 ≤I ≤≤ 前触头位置 b 端 a 端都是为了保护电路元件(2)两种接法的适用条件：①限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)因为 流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大) 因为 压式中 动滑动触头电压变化明显，便于调节光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ③以下几种情况必须采用分压接法：a．若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表) 的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法。
b．若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头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，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法c．若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法④在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4．仪器的选择(1)电表的选择：先估算电流或电压值，在选择电流表或电压表时，应使指针达到半偏以上2)滑动变阻器的选择：实验电路若采用限流式接法，一般选用阻值适当大一些的滑动变阻器，但不可过大；实验电路若采用分压式接法，应选择阻值小一些的滑动变阻器，以便于调节，但要注意其额定电压和额定电流值3)电源的选择：综合考虑小电珠、电压表、电流表的量程以及滑动变阻器的阻值，保证能为实验提供合适的电流或电压小电珠，电压表与电流表，滑动变阻器，学生低压直流电源(或电池组) ，开关，导线若干，坐标纸、铅笔1)根据小电珠上标示的额定电压和额定电流，选定电源的输出电压和电表的量程图实－8－1(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图实－8－1所示的电路3)将滑动变阻器的触头移动到右端，闭合开关，调节滑动变阻器，读出并记录多组U、I 数值，将测量数据填入表格中。
4)断开开关，拆除电路，整理仪器光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、I 数据记入下表中：U/V 0 0(1)在坐标纸上以 U 为横轴、 I 为纵轴建立坐标系，选取合适的标度2)在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连起来，得到小电珠的伏安特性曲线1)电路的连接方式：电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压式连接2)闭合开关前，滑片应移到使小电珠的电压为 0 的一端3)在 I－ U 图线弯曲处，绘点要密4)I－U 图线上各点要用平滑曲线连接，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，不要画成折线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，作图带来误差由于人工读数和绘制伏安特性曲线时存在较大误差，故可采用“字化实验系统来进行数据的采集和处理，如图实－8－2 所示，电流和电压均可由传感器测出，并能得到尽可能多的连续的且差距不太大的数据，然后输入电脑，由电脑对数据进行分析，对偏差很大的数据进行自动取舍，再进行绘图，便得到小电珠的伏安特性曲线。
图实－8－2仪器选择与电路设计[例 1] (2012·四川高考)某学习小组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡 L，规格“ A”；光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，量程 3 A，内阻约为 ；电流表 程 ，内阻 ；电压表 V，量程 3 V，内阻 准电阻 值 1 Ω；标准电阻 值 3 动变阻器 R，阻值范围 0～10 Ω；学生电源 E，电动势 6 V，内阻不计；开关 S 及导线若干图实－8－3(1)甲同学设计了如图实－8－3 甲所示的电路来进行测量，当通过 L 的电流为 时，电压表的示数如图实－8－3 乙所示，此时 L 的电阻为________Ω2)乙同学又设计了如图实－8－4 甲所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在 L 上的电压值是________V 3)学习小组认为要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图实－8－4 乙所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号图实－8－4[解析] (1)由题图可得电压表的示数为 ，根据欧姆定律 I＝ 解得灯泡的电阻，代入数据可得 R＝5 Ω；)由于电压表与电阻 通过二者的电流相等，即 ＝ ，解得加在灯泡上3 39的电压 U＝4 V；光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (3)要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为 ，电流表的量程为 ，因此将电压表 V 与标准电阻 的电压表，将电流表 1并联改装量程为 ＋ A＝ 的电流表，答案] (1)5 (2)4 (3) 见解析图数据处理与误差分析[例 2] 图实－8－5 甲中所示器材为某同学测绘额定电压为 的小灯泡的 I－U 特性曲线的实验器材。
1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路图连接完整2)开关 S 闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于 ________ 选填“A 端” ““间 ”)(3)实验中测得有关数据如下表：U/V 图乙中画出小灯泡的 I－U 特性曲线图实－8－5(4)若已知小灯泡灯丝在 27℃时电阻值约为 ，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为________℃保留三位有效数字)[解析] (1)对于小灯泡的伏安特性曲线的实验，电流和电压要从零开始调节，故本实验必须使用滑动变阻器分压式接法；由于小灯泡的电阻较小，实验室中的电压表内阻远大于小灯泡的电阻，故采用电流表外接法进行伏安法测电阻；在连接实物图时要注意电表的光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 2)在实验开始前要检查电路的安全性，为了保护电流表和电压表，需要将滑动变阻器的分压值调为零，即将滑片置于 A 位置3)选取合适标度，把各个点描绘在图中，用平滑曲线连接各点4)由作出的伏安特性曲线图读取电压为 时，电流约为 ，依题意可得：＝ ，解得 t＝1 635 ℃＝0 3 ℃5 t＋ 273 ℃27 ℃ ＋ 273 ℃[答案] (1)如图甲所示 (2) A 端 (3)如图乙所示 (4)0 3(03～0 3均对)同类实验的拓展与创新[例 3] 2007 年诺贝尔物理学奖授给了两位发现“巨磁电阻 ”效应的物理学家。
材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度若图实－8－6 甲为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线，其中 0 分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值为了测量磁感应强度 B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值 按要求完成下列实验图实－8－6(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框内画出实验电路原理图( 磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为 ，不考虑磁场对电路其他部分的影响)要求误差较小提供的器材如下：A．磁敏电阻，无磁场时阻值 50 ΩB．滑动变阻器 R，全电阻约 20 Ω光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ．电流表 A，量程 2.5 阻约 30 ΩD．电压表 V，量程 3 V，内阻约 3 流电源 E，电动势 3 V，内阻不计F．开关 S，导线若干(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：1 2 3 4 5 6U/V B＝________ Ω，结合图甲可知待测磁场的磁感应强度 B＝ ________T3)试结合图甲简要回答，磁感应强度 B 在 0～ 和 范围内时磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？(4)某同学查阅相关资料时看到了如图实－8－7 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻 —磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称 )，由图线可以得到什么结论？图实－8－7[解析] (1)当 B＝ 时，磁敏电阻阻值约为 6×150 Ω＝900 Ω；当 B＝ 时，磁敏电阻阻值约为 11×150 Ω＝1 650 Ω。
由于滑动变阻器全电阻约为 20 Ω，比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法由于 ≫ ，所以电流表应内接电路图如图2)方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为： Ω＝1 500 Ω；0－ 3 Ω≈1 517 Ω；0－ 3 Ω＝1 500 Ω；0－ 3光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ＝ Ω≈1 492 Ω；0－ 3 Ω≈1 506 Ω0－ 3故电阻的测量值为 Ω＝1 503 Ω由于 ＝ ≈10，从图 503150中可以读出 B＝方法二：由表中的数据作出 U－I 图象，图象的斜率即为电阻3)在 0～。