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1、1描绘小灯泡的伏安特性曲线 2分析曲线的变化规律,描绘小灯泡的伏安特性曲线,1用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连结起来 2电流表外接：因为小灯泡电阻很小，如果内接电流表，分压明显滑动变阻器采用分压式：使电压能从0开始连续变化,学生电源(46 V直流)、小灯泡(4 V、0.7 A或3.8 V、0.3 A)，电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)，开关和导线、滑动变阻器、坐标纸,将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图751所示电路,一、连接电路,二、测量与记录2测出小灯泡在
2、不同电压下的电流移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将 测量数据填入表格,三、数据处理、整理仪器3画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连结起来就得到小灯泡的伏安特性曲线4拆除电路、整理仪器,1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：目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化 3UI图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右
3、绘点要密，以防出现很大误差 4建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸,1由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差 2测量时读数带来误差，严格按照读数规则 3在坐标纸上描点、作图带来误差用细铅笔，严格标度,【例1】 有一个小灯泡标有“6 V、0.6 W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线，有下列器材可供选用： A电压表(05 V，内阻10 k) B电压表(010 V，内阻20 k) C电流表(00.3 A，内阻1 ) D电流表(00.6 A，内阻0.4 ),E滑动变阻器(30 ，2 A) F学生
4、电源(直流9 V)，还有开关和导线 (1)实验中电压表应选_，电流表应选_(用序号字母表示) (2)为使实验误差尽可能减小，画出实验电路图 解析：(1)电流表、电压表的选择由小灯泡的标识可知其额定电压为U16 V，额定电流为I10.1 A，在额定电压下的电阻为R60 .为了安全，小灯泡两端所加电压不能超过6 V，(通过小灯泡的电流不能超过0.1 A)，要测IU图线，其电压变化范围应在06 V间因此电压表应选择B，电流表应选择C.,B,C,(2)电流表内外接法的选择 由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外 接都将引起系统误差本实验中小灯泡的最大电阻约R160 ，R1RV，为了减小
5、误差，应当用电流表外接法 (3)控制电路的选择 本题中若采用限流电路，其电路中的最小电流是Imin0.1 A， 显然不符合实验要求；且实验数据应 包括电压在零附近的数值，故只能用 分压接法实验电路图如右图所示答案：(1)B C (2)电流表外接， 分压式，见解析图,【例2】 某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,实验室提供了下表中的器材.,(1)为了使实验误差尽可能小,应选用的电流表是,电压表是 . (2)若该同学已正确选用器材,并连接好部分实验 电路.如图2所示,请在图中完成其余的电路连接, 要求小灯泡两端的电压能在 02.5 V范围连续变 化,且尽可能减少实验误差.,图2,A1,V1,
6、(3)该同学在正确完成实验后得到如图3所示的伏安特性曲线,他从图线中得到“通过小灯泡的电流随电压的增大而增大”的规律.请你分析图线再写出两条规律:,图3,a. ; b. . 答案 (1)A1 V1 (2)如下图所示(3)通过小灯泡的电流与电压的变化关系是非线性 关系;小灯泡的电阻随温度的升高而增大;小灯泡的功率随电压的增大而增大等,【例3】某课外学习小组想描绘标有“4 V、2 W”的小灯 泡的UI图象,除导线和开关外还备有以下器材可供 选择:A.电流表(量程0.6 A,内阻约为1 )B.电流表(量程3.0 A,内阻约为0.2 )C.电压表(量程5.0 V,内阻约为5 k)D.电压表(量程15.
7、0 V,内阻约为15 k)E.滑动变阻器(最大阻值为200 ,额定电流100 mA)F.滑动变阻器(最大阻值为10 ,额定电流1.0 A)G.电源(电动势为6.0 V,内阻约为1.5 ),(1)实验中所用的电流表应选 ;电压表选 ; 滑动变阻器应选 .(只需填器材前面的字母代号) (2)将图4中的实物连接成实验所需的电路(有两根 导线已经接好).实验开始时,滑动变阻器的滑片应 该置于最 端.(填“左”或“右”),图4,F,A,C,(3)经过正确的操作,测得的数据如下表:,请在图5中描点画出小灯泡的UI曲线.,图5,答案 (1)A C F (2)实物图如下图所示 左,(3)UI图线如下图中b所示
8、,【例4】有一规格为“220 V,100 W”的灯泡,现用一准确的欧姆表测其电阻,测量的结果是( )A.大于484 B.等于484 C.小于484 D.无法确定解析 是灯发热状态下的电阻.用欧姆表测量时,灯丝温度为室温,所以其阻值比484 小.,C,【例5】 某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件图754为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：,(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用_； 电压表应选用_；滑动变阻器应选用_ (以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器
9、材的代号(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：_；不同点：_.,A2,V1,R1,解析：图中的从所给的伏安特性曲线看出，最大电流为0.14 A，大于电流表A1的量程，小于电流表A2的量程，所以电流表选择A2.图中的最大电压不超过V1的量程，且V1的测量更精确，R1的最大阻值与所给的伏安特性曲线反映的元件的电阻值相当，且I1 A0.4 A1 A，而R2的阻值太大，所以选择R1. 待测元件的电阻满足RARxRV，所以选择电流表外接法，伏安特性曲线中要求电压从零开始变化，所以选择滑动变阻器分压式连接,答案：(1)A2 V1
10、 R1 (2)电路图如右图所示 (3)伏安特性曲线都是非线性的 小电珠的伏安特性曲线表明随 电流和电压的增大电阻增大， 而该元件的伏安特性曲线表明随 电流和电压的增大电阻减小,伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所测出的伏安特性曲线是斜率逐渐增大的曲线，表明电阻是随电压和电流的增大而减小的，所以是非线性的而小电珠的灯丝是金属，其伏安特性曲线也是非线性的，这是两者的相同点，但小电珠的电阻率是随电压和电流的增大而增大的，这是两者的不同点,【例6】在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,由于电表内阻的影响,会产生系统误差使得小灯泡的电阻测量不准确,为了消除这种误差,某同学设计了如图14所示的实物连线图,用
11、来测量小灯泡的电阻和两端所加电压U的关系,图中两个电压表完全相同且内阻很大,试回答下列问题.,图14,(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图.(2)请补全下列实验步骤 按图中的实物连接图连好电路,在闭合开关S之前, 滑动变阻器的滑动头应调节 . 合上开关S 移动滑动头,调节电阻箱的示数,使两个电压表,则电阻箱的读数即为小灯泡电阻,记下小灯泡的电阻和电压.,最右端,示数相同,多次移动滑动头,并调节电阻箱,但仍保持两个电 压表 ,记下电阻箱示数和电压表的读数. 在坐标纸上画出RU图线,并分析R随U变化的规 律. (3)实验中画出的RU图线如图所示,其中正确的是( ),示数相同,D,解析 (1)电路图如下图所示.(2)在合上S之前,应使V示数为零,结合电路图可知,滑动头应移到滑动变阻器的最右端;在实验中只有当V1、V2示数相同时,电阻箱的读数才等于小灯泡的电阻.,(3)小灯泡的电阻随电压增大而增大的越来越快,故D 正确. 答案 (1)电路图见解析 (2)最右端 示数相同 示数相同 (3)D,返回,
