江苏省高考物理大一轮复习(自主学习+考点突破+随堂验收)实验七 描绘小灯泡的伏安特性曲线课件
2021年高考物理一轮复习考点过关检测题—11.7实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
2021年高考物理一轮复习考点过关检测题11.7 实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线1.一个标有“3.8 V、1W”字样的小灯泡,其灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一探究性学习小组在实验室研究这一问题,现实验室备有下列实验器材:A.电压表(0~5 V,内阻约2.0 kΩ)B.电压表(0~10 V,内阻约3.0 kΩ)C.电流表(0~0.3 A,内阻约2.0 Ω)D.电流表(0~0.6 A,内阻约1.5 Ω)E.滑动变阻器(10 Ω,2 A)F.滑动变阻器(200 Ω,0.2 A)G.学生电源(直流6V)及开关、导线等实验时要求测量范围尽可能大,且要求灯泡上的电压从0开始调节,测量结果尽可能准确。
(1)现有下图所示的A、B、C、D四个电路,其中可选用的电路有__________。
(2)在实验中,应当选用的实验器材有电压表_______,电流表_______,滑动变阻器_______。
(填器材名称代号)(3)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的IU图象,如下图所示,试根据图象中给出的数据,求出小灯泡在工作点A和B的电阻值分别为________Ω、________Ω。
(保留两位小数)(4)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______;2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为0.5W,此外还有以下器材可供选择:A.直流电源3V(内阻不计)B.直流电流表A1:量程0~300mA(内阻约为5Ω)C.直流电流表A2:量程0~3A(内阻约为0.1Ω)D.直流电压表V:量程0~3V(内阻约为3kΩ)E.滑动变阻器R1:阻值范围0~100Ω,额定电流0.5AF.滑动变阻器R2:阻值范围0~10Ω,额定电流2AG.导线和开关实验要求:滑动变阻器便于调节,小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
江苏专用版高考物理总复习第七章实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线练习
实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线1.要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,小灯泡两端的电压需要从零逐渐增加到3V,并便于操作。
已选用的器材有:电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);开关一个、导线若干。
(1)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20Ω,额定电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)(2)实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示,由此说明小灯泡的电阻发生了怎样的变化?答案(1)A (2)B (3)见解析解析(1)根据小灯泡标示的额定值可以计算出小灯泡的额定电流I==0.6A=0.2A,根据测绘小灯泡的伏安3特性曲线的要求,小灯泡两端的电压需要从零开始调节,故调节电路中滑动变阻器应采用分压接法。
为方便调节应选用最大阻值较小的滑动变阻器,故选A。
(2)额定电压下小灯泡的阻值R==3Ω=15Ω,远小于电压表内阻,故电流表应该采用外接法,所以电0.路应采用分压外接法,故选B。
(3)小灯泡的电阻随电流的增大而增大。
2.(2018宜兴模拟)某学习小组欲探究小灯泡(“3V 1.5W”)的伏安特性,可提供的实验器材如下:A.电池组:电动势约为4.5V,内阻可不计;B.双量程的电压表:V1:量程为0~3V、内阻约为3kΩ;V2:量程为0~15V、内阻约为15kΩ;C.双量程的电流表:A1:量程为0~0.6A、内阻约为1Ω;A2:量程为0~3A、内阻约为0.1Ω;D.滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω、允许通过的最大电流为2A;E.开关S,导线若干。
在尽量提高测量精度的情况下,请回答下列问题:(1)根据以上器材,用笔画线代替导线将实物图1连接成完整电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到(选填“A”或“B”)端。
高考物理一轮复习 课时作业 第28讲 实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
第28讲实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:小灯泡L,“3.8 V0.3 A”电压表,量程0~5 V,内阻5 kΩ电流表,量程0~100 mA,内阻4 Ω电流表,量程0~500 mA,内阻0.4 Ω滑动变阻器R1,最大阻值10 Ω,额定电流1.0 A滑动变阻器R2,最大阻值5 Ω,额定电流0.5 A直流电源E,电动势约为6 V,内阻约为0.5 Ω(1)在上述器材中,滑动变阻器应选________;电流表应选________.(2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号.甲(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断图乙中正确的是(图中P为小灯泡的功率)( )乙【解析】(1)本题变阻器采用分压接法,通常应当选用最大丙阻值小的滑动变阻器,但本题中如果选用R 2,则电路中的电流会超过R 2允许通过的最大电流,故滑动变阻器应当选择R 1.电流表的量程太小,故电流表应当选择.(2)电路如图丙所示,由于电压要从0开始测量,滑动变阻器应采用分压式接法;因为灯泡的内阻比较小,电流表用外接法.(3)随着通过小灯泡的电流增大,小灯泡消耗的功率增大,小灯泡的电阻也增大,由P =U 2R知B 图正确,由P =I 2R 知D 图正确.【答案】(1)R 1(2)电路图如图丙所示 (3)BD2. (1)如图甲所示,在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,同组同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.(2)某同学从标称为“220 V 25 W”、“220 V 300 W”、“220 V 500 W”的三只灯泡中任选一只,正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示.该灯泡的阻值是 Ω,标称的额定功率为 W.【解析】由多用电表测得的是灯泡的冷电阻,而灯泡的正常工作电阻要比冷电阻大得多,故标称的额定功率为25 W.【答案】(1)连线如图丙所示丙(2)170 253.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,通过实验得到如下数据(I 和U 分别表示小灯泡的电流和电压):I /A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.45 0.47 0.49 0.50U/V0.200.400.600.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00甲(1)该同学漏填了U=1.20 V时对应的电流I,请根据图甲所示的指针位置,读出电流表的示数,并在上表空格中填上相应的示数.(2)在图乙所示的虚线框中画出实验电路图.可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围为0~10 Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干.(3)在图丙所示的坐标中画出小灯泡的U-I曲线.【答案】(1)0.42(2)如图丁所示(3)如图戊所示丁戊4.有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线.现有下列器材供选用:A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ)B.电压表(0~15 V,内阻20 kΩ)C.电流表(0~3 A,内阻1 Ω)D.电流表(0~0.6 A,内阻0.4 Ω)E.滑动变阻器(10 Ω, 2 A)F.滑动变阻器(500 Ω, 1 A)G .学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图中甲而不选用图乙的电路图来完成实验,请说明理由:________________________.甲 乙(2)实验中所用电压表应选________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(用序号字母表示)(3)把图丙所示的实验器材用实线连接成实物电路图.丙【解析】因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线,需要多次改变小灯泡两端的电压,故采用A 图所示的分压式电路合适,这样电压可以从零开始调节,且能方便地测多组数据.因小灯泡的额定电压为4 V ,则电压表选0~5 V 的A 而舍弃0~15 V 的B ,因15 V 的量程太大,读数误差大,小灯泡的额定电流I =0.5 A ,则电流表只能选D.滑动变阻器F 的最大阻值远大于小灯泡的内阻8 Ω,调节不方便,故舍去.小灯泡的内阻为电流表内阻的80.4=20倍,电压表内阻是小灯泡的10×1038=1250倍,故电流表采用了外接法.【答案】(1)描绘灯泡的I -U 图线所测数据需从零开始,并要多取几组数据 (2)A D E (3)如图丁所示丁5.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图甲所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠的亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是________导线断路.(2)某同学测出电源和小电珠的U-I图线如图乙所示,将小电珠和电阻R串联后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A,则R=________Ω.(3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图丙中的(a)、(b)、(c),下列说法正确的是( )(a) (b) (c)丙A.a可以作为标准电阻使用B.b能作为标准电阻使用C .b 的阻值随电压升高而增大D .c 的阻值随电压升高而增大【解析】(1)若调节滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g 导线断路.(2)由电源的U -I 图线知E =3.0 V, r =1 Ω,当小电珠与电阻串联后由闭合电路欧姆定律得E =I (R +r +R 灯),又由小电珠的U -I 图线得R 灯=U I=1.2 Ω,解得R =0.8 Ω.(3)因a 元件的I -U 线是直线,说明电阻随电压的变化不变,故可作为标准电阻,故A 对,B 错.因I -U 线的斜率倒数的变化表示电阻值的变化,故C 对,D 错,选A 、C.【答案】(1)g (2)0.8 (3)AC。
江苏省高考物理第七章恒定电流实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线讲义(含解析)
实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线1.实验原理(1)测多组小灯泡的U、I的值,并绘出I-U图象;(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系.2.实验器材小灯泡“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(如图1甲所示).图1(2)将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路.(3)测量与记录移动滑动变阻器的滑动触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中.(4)数据处理①在坐标纸上以U为横轴,I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,得到小灯泡的伏安特性曲线.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13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. 5.注意事项 (1)电路的连接方式①电流表应采用外接法:因为小灯泡(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:目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化. (2)闭合开关S 前,滑动变阻器的滑动触头应移到使小灯泡分得电压为0的一端,使开关闭合时小灯泡的电压能从0开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝.(3)I -U 图线在U =1.0V 左右将发生明显弯曲,故在U =1.0V 左右绘点要密,以防出现较大误差. 6.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.命题点一 教材原型实验例1 为描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室备有下列器材: A .小灯泡(额定电压3V ,额定电流600mA) B .电流表A 1(量程0~0.6A ,内阻约为0.5Ω) C .电流表A 2(量程0~3A ,内阻约为0.1Ω) D .电压表V(量程0~3V ,内阻约为10k Ω) E .滑动变阻器R 1(0~10Ω,2A) F .滑动变阻器R 2(0~500Ω,1A) G .直流电源E (约3V) H .开关、导线若干图2(1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(以上均填器材代号).(2)请根据所选器材补充完整图2甲实验原理图,并标明所选器材代号.(3)正确实验,测量出多组数据,以灯泡两端的电压U为横轴,电流表的示数I为纵轴,描点如图乙所示,请在图中作出小灯泡的伏安特性曲线.(4)上述实验过程中,小虎同学不慎将所选滑动变阻器损坏,便选用另一滑动变阻器,重新连成完整电路,闭合开关,从最左端向最右端缓慢匀速移动滑动变阻器滑片的过程中,观察到电流表和电压表的示数变化情况是_________________________________________.答案(1)A1R1(2)、(3)见解析图(4)开始示数一直较小,几乎不变,滑片接近最右端时,示数突然变大解析(1)灯泡的额定电流为600mA,因此电流表应选择0.6A量程的A1;本实验采用滑动变阻器分压接法,因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1;(2)根据原理可知,本实验应采用滑动变阻器分压接法,同时灯泡内阻较小,故电流表采用外接法,实验原理图如图甲所示;(3)小灯泡的伏安特性曲线如图乙;(4)因另一滑动变阻器R2的阻值为500Ω较大,比小灯泡电阻大的多,则在滑动变阻器滑片开始滑动的阶段,滑动变阻器与小灯泡并联后的阻值一直很小,所以电压表和电流表的读数会一直很小,当滑动变阻器滑片接近最右端时,小灯泡两端的电压会突然接近电源电压,则此时电压表和电流表的读数会突然增大.变式1(2018·泰州中学考试)小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,将实验数据记录在下表中:A.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω、额定电流3A)B.滑动变阻器(阻值范围0~2000Ω、额定电流1A)实验中选择的滑动变阻器是________.(填写字母序号)(2)在图3甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至最__________(选填“左”或“右”)端.(4)利用表中数据,在图乙中画出小灯泡的U-I图线.图3(5)他们在U-I图象上找到小灯泡工作电压为2.0V时坐标点,计算此状态的电阻值时,小明提出用图象上该点曲线切线的斜率表示小灯泡的阻值;小华提出该点与坐标原点连线的斜率表示小灯泡的阻值.你认为________(选填“小华”或“小明”)的方法正确.答案(1)A (2)见解析图(3)左(4)见解析图(5)小华解析(1)由于灯泡的电阻大约为几欧,为了便于调节,滑动变阻器选择0~10Ω的.(2)由于灯泡的电压和电流从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法,电压表选择0~3V 量程,电流表采用外接法.实物连线图如图甲所示.(3)为了保护测量电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至最左端.(4)小灯泡的U-I图线如图乙所示.(5)根据欧姆定律知,R =UI,电阻的大小为该点与坐标原点连线的斜率,故小华的方法正确.命题点二 实验的拓展与创新例2 (2018·南京市、盐城市一模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,甲、乙、丙三位学生用导线按如图4甲所示方式连接好电路,电路中所有元件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:图4(1)甲学生发现电压表示数为2V ,电流表的示数为零,小灯泡不亮,这是由于导线________断路;(2)乙学生发现电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A ,小灯泡亮,这是由于导线________断路;(3)丙学生发现反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数都不能调为零,这是由于导线________断路;(4)电路检查完备后,用正确的电路测得小灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线,如图乙所示.现将它与19Ω的定值电阻R 串联,接在电动势为8V 、内阻为1Ω的电源上,则小灯泡的实际功率是________W. 答案 (1)d (2)h (3)g (4)0.6解析 (1)电压表示数为2V ,说明连接电压表的导线正常,电流表示数为零且灯泡不亮,说明电路断开,所以应为d 导线断路;(2)电流表有示数且小灯泡亮,说明连接灯泡和电流表、电源的导线正常,电压表示数为零,说明电压表没有接入电路,所以应为h 导线断路;(3)发现反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数都不能调为零,说明滑动变阻器为限流式接入电路,g导线断路;(4)将电源和19Ω的电阻视为一个新电源,根据E=U+Ir可知,U=8-20r,将路端电压与电流关系图象画入I-U图象中,如图所示:两线的交点横、纵坐标值即为灯泡工作时的电压与电流,由图象可知,U=2V,I=0.3A,所以灯泡的实际功率P=UI=0.6W.变式2(2018·南通市、泰州市一模)在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,提供下列器材:A.小灯泡(3V 0.6W);B.电压表(0~3V,内阻约3kΩ);C.电压表(0~15V,内阻约15kΩ);D.电流表(0~250mA,内阻约1Ω);E.电流表(0~0.6A,内阻约0.4Ω);F.滑动变阻器(10Ω2A);G.滑动变阻器(1kΩ0.5A);H.电源(电动势6V);I.开关、导线若干.(1)实验时电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(用字母序号表示)(2)请用笔画线代替导线,将如图5甲所示实物电路图连接完整.图5(3)实验中记录多组电压表示数U和电流表示数I,如下表所示.请在图乙中画出I-U图象.(4)如果将这个小灯泡接到电动势为3V、内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W.(结果保留两位有效数字)答案(1)B D F (2)如图所示(3)如图所示(4)0.38(0.37~0.39)变式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开关、导线外,还有:电压表V1(量程0~3V,内阻等于3kΩ)电压表V 2(量程0~15V ,内阻等于15k Ω) 电流表A 1(量程0~200mA ,内阻等于10Ω) 电流表A 2(量程0~3A ,内阻等于0.1Ω) 滑动变阻器R 1(0~10Ω,额定电流2A) 滑动变阻器R 2(0~1k Ω,额定电流0.5A) 定值电阻R 3(阻值等于1Ω) 定值电阻R 4(阻值等于10Ω) 定值电阻R 5(阻值等于1k Ω) 电源E (E =6V ,内阻不计)(1)请在虚线框中画出实验电路图,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I -U 图象应是下图中的________.答案 (1)见解析图 (2)B解析 (1)用电压表V 1和R 5串联,可改装成量程为U =U V1r V1(r V1+R 5)=33×(3+1) V =4 V 的电压表;用量程为200 mA 的电流表A 1与定值电阻R 4并联可改装为量程为I =I A1+I A1r A1R 4=0.2 A +0.2×1010A =0.4A 的电流表;待测小灯泡的阻值较小,故采用电流表外接,电路图如图所示.(2)小灯泡的电阻随温度升高而变大,故该同学描绘出的I -U 图象应该是B.1.(2018·东台创新学校月考)有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个小灯泡的U -I 图线.有下列器材供选用: A .电压表(0~5V ,内阻10k Ω) B .电压表(0~10V ,内阻20k Ω) C .电流表(0~0.3A ,内阻1Ω) D .电流表(0~0.6A ,内阻0.4Ω) E .滑动变阻器(5Ω,1A) F .滑动变阻器(500Ω,0.2A)(1)实验中电压表应选用________,电流表应选用________(用序号字母表示).(2)为使实验误差尽量小,要求电压从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用_______(用字母序号表示),实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流”).(3)请在虚线框内画出满足实验要求的电路图,并把由图6所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.图6答案 (1)A D (2)E 分压 (3)见解析图解析 (1) 小灯泡上标有“4V 2W”,U L =4V ,I L =P L U L =24A =0.5A .故电压表选用A ,电流表选用D.(2)要求电压从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用E ,实验中滑动变阻器应采用分压接法.(3)小灯泡电阻相对电压表电阻较小,采用电流表的外接法.电路图与实物连线如图所示.2.(2018·溧水中学期初模拟)小张和小明测绘标有“3.8V0.4A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:A.电源E(4V,内阻约0.4Ω)B.电压表V(2V,内阻为2kΩ)C.电流表A(0.6A,内阻约0.3Ω)D.滑动变阻器R(0~10Ω)E.三个定值电阻(R1=1kΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)F.开关及导线若干图7(1)小明研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用________(选填“R1”“R2”或“R3”)与电压表________(选填“串联”或“并联”),完成改装.(2)小张选好器材后,按照该实验要求连接电路,如图7所示(图中电压表已经过改装).闭合开关前,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,分别是:①__________;②______________.(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线________(选填图中表示导线的序号)出现了________(选填“短路”或“断路”).答案(1)R2串联(2)电流表采用了内接法滑动变阻器滑片放在了最右端(3)8 断路解析(1)电压表的量程为2V,内阻为2kΩ,故选用阻值是2kΩ的R2与电压表串联后可达到实验的要求;(2)因电压表的内阻远大于灯泡的内阻,故电流表应该外接;因采用分压电路,故闭合开关前滑动变阻器滑片应该在最左端;(3)移动滑片,电压表与电流表示数不能为零,说明滑动变阻器是限流接法,由题图所示电路图可知,可能是导线8发生断路造成的.3.(2018·江苏押题卷) 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V, 2.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有:A.直流电源(电动势约为5V,内阻可不计)B.直流电流表(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)C.直流电压表(量程0~3V,内阻约为15kΩ)D.直流电压表(量程0~6V,内阻约为30kΩ)E.滑动变阻器(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A)F.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)G.定值电阻R0=8Ω实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.(1)实验中应选用的器材有_____________(均用序号字母表示).(2)在虚线框中画出实验原理电路图;(3)某次实验测得两表的读数如图8所示,则此时小灯泡的电阻是________Ω.(结果保留两位有效数字)图8(4)另一实验小组选用另外的器材,通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图9甲所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势E=4 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R=9Ω,此时小灯泡的实际功率为________W.(结果保留两位有效数字)图9答案(1)ACDEG (2)见解析图(3)6.3 (4)0.34解析(1)标有“5V,2.5W”的小灯泡的额定电流为0.5A,电流表量程太大,不宜采用,电表内阻不确定,不宜改装,所以可以通过测量定值电阻的电流来测量通过灯泡的电流,小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据,滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器应选用E ,所以选用的器材有:ACDEG.(2)实验原理电路图如图甲所示.(3)由题图知U 1=2.20V ,U 2=5.0V ,则R L =U 1U 2-U 1R 0≈6.3Ω.(4)小灯泡接到电路中,电源电动势E =4V ,内阻r =1Ω,小灯泡两端电压与电流的关系为U L =E -I (R +r )=4-10I ,在小灯泡的伏安特性曲线上再画U L -I 图线,如图乙,两者交点表示小灯泡的工作电压与电流,由图可得小灯泡此时的工作电压约为 1.2V ,工作电流约为0.28A ,此时小灯泡的实际功率P =UI =1.2×0.28W≈0.34W.。
【物理】2020届一轮复习第七章实验七 描绘小灯泡的伏安特性曲线作业
实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线1.要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,小灯泡两端的电压需要从零逐渐增加到3V,并便于操作。
已选用的器材有:电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);开关一个、导线若干。
(1)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20Ω,额定电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)(2)实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示,由此说明小灯泡的电阻发生了怎样的变化?答案(1)A(2)B(3)见解析解析(1)根据小灯泡标示的额定值可以计算出小灯泡的额定电流I=PU =0.63A=0.2A,根据测绘小灯泡的伏安特性曲线的要求,小灯泡两端的电压需要从零开始调节,故调节电路中滑动变阻器应采用分压接法。
为方便调节应选用最大阻值较小的滑动变阻器,故选A。
(2)额定电压下小灯泡的阻值R=UI =30.2Ω=15Ω,远小于电压表内阻,故电流表应该采用外接法,所以电路应采用分压外接法,故选B。
(3)小灯泡的电阻随电流的增大而增大。
2.(2018宜兴模拟)某学习小组欲探究小灯泡(“3V 1.5W”)的伏安特性,可提供的实验器材如下:A.电池组:电动势约为4.5V,内阻可不计;B.双量程的电压表:V1:量程为0~3V、内阻约为3kΩ;V2:量程为0~15V、内阻约为15kΩ;C.双量程的电流表:A1:量程为0~0.6A、内阻约为1Ω;A2:量程为0~3A、内阻约为0.1Ω;D.滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω、允许通过的最大电流为2A;E.开关S,导线若干。
在尽量提高测量精度的情况下,请回答下列问题:(1)根据以上器材,用笔画线代替导线将实物图1连接成完整电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到(选填“A”或“B”)端。
江苏省2017高考物理检测:第八章 实验七 描绘小灯泡的伏安特性曲线 含答案
实验七:描绘小灯泡的伏安特性曲线1. (2016·泰州中学)某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8 V,额定电流为0.32 A)的伏安特性曲线实验,有下列器材可供选用:A. 电压表V1(0~3 V,内阻3 kΩ)B. 电压表V1(0~15 V,内阻15 kΩ)C. 电流表A(0~0.6 A,内阻约1 Ω)D. 定值电阻R1=15 kΩE. 定值电阻R2=15 kΩF. 滑动变阻器R(10 Ω,2 A)G. 学生电源(直流6 V,内阻不计)H. 开关、导线若干(1) 为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用,定值电阻选用.(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) 该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图所示,将两个这样的小灯泡并联再与电动势4 V内阻为10 Ω的电源串联,此时每个小灯泡的发热功率为W.(结果取两位有效数字)2. (2016·盐城中学)某同学采用图(a)所示实验电路来描绘额定电压为12 V的小灯泡伏安特性曲线.(1) 将图(b)的实物图连接完整.(2) 某次实验时,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没有示数,直到接近b端时示数急剧增大.经检查所有电路连线及仪器都完好,则可能原因是: .(3) 若描绘出的伏安特性曲线如图(c)所示,则灯泡的额定功率为W.(保留两位有效数字)(4) 若将两盏这样的灯泡先并联再与电动势12 V ,内阻2 Ω的电源串联,则灯泡的实际功率为W.(保留两位有效数字)图(a)图(b)图(c)3. (2015·南通一模)小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:A. 电源E(4 V,内阻约0.4 Ω)B. 电压表V(2 V,内阻为2 kΩ)C. 电流表A(0.6 A,内阻约0.3 Ω)D. 滑动变阻器R(0~10 Ω)E. 三个定值电阻(R1=1 kΩ,R2=2 kΩ,R3=5 kΩ)F. 开关及导线若干(1) 小明研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用(填“R1”“R2”或“R3”)与电压表(填“串联”或“并联”),完成改装.(2) 小张选好器材后,按照该实验要求连接电路,如图所示(图中的电压表已经过改装).闭合开关前,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,分别是:①;②.(3) 正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线(填图中表示导线的序号)出现了(填“短路”或“断路”).。
(江苏专用版)2020版高考物理总复习第七章实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线课件
2.把滑动变阻器的滑片调节到电路原理图中最③ 左 端,连接线经检 查无误后,闭合开关S。 3.移动滑动变阻器滑片位置,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中,断开开关S。
考点二 实验数据处理与误差分析
例2 (2018南通、泰州一模)在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,提 供下列器材: A.小灯泡(3 V,0.6 W) B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ) C.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ) D.电流表(0~250 mA,内阻约1 Ω) E.电流表(0~0.6 A,内阻约为0.4 Ω) F.滑动变阻器(10 Ω,2 A)
1 0.20 0.020
2 0.60 0.060
3 1.00 0.100
4 1.40 0.140
5 1.80 0.170
6 2.20 0.190
7 2.60 0.200
8 3.00 0.205
(4)如果将这个小灯泡接到电动势为3 V,内阻为5 Ω的电源两端,小灯泡
消耗的功率是
W(保留两位有效数字)。
2.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到使小灯泡分得电压为零的一 端,使开关闭合时小灯泡的电压从零开始变化,同时也是为了防止开关 刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。 3.I-U图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右绘点要密, 防止出现较大误差。 4.当小灯泡的电压接近额定值时要缓慢增加,到额定值记录I后马上断 开开关。 5.误差较大的点舍去,I-U图线应是平滑曲线而非折线。
(选填“最左端”或“最右端”)。 (3)闭合开关后,调节滑动变阻器,测得几组电压表和电流表的示数记录 如表所示:
高三物理一轮复习 必考部分 第7章 恒定电流 实验7 描绘小灯泡的伏安特性曲线重应用 实验专练(20
(江苏专用)2018届高三物理一轮复习必考部分第7章恒定电流实验7 描绘小灯泡的伏安特性曲线重应用实验专练编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((江苏专用)2018届高三物理一轮复习必考部分第7章恒定电流实验7 描绘小灯泡的伏安特性曲线重应用实验专练)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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实验7 描绘小灯泡的伏安特性曲线A级基础训练1.在探究小灯泡的伏安特性实验中,所用器材有:灯泡L、量程恰当的电流表和电压表、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等,要求灯泡两端电压从零开始变化.【导学号:96622132】(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流").(2)某同学已连接如图实.7.8所示的电路,在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前,请指出其中仅有的两个不当之处,并说明如何改正.A._____________________________________________________________;B.______________________________________________________________。
图实.78【解析】(1)因为灯泡两端的电压要从零开始调节,故滑动变阻器只能采用分压接法.(2)在电路接好并检查是否正确连线之前,电键应处于断开状态,以免因接线错误而导致仪表损坏;接为分压电路时,滑动变阻器的有效电阻应从最大值开始调节,故滑片应先处于b 端.【答案】(1)分压(2)电键S闭合,应处于断开状态滑动变阻器滑动触头位置不当,应将其置于b端2.(2015·浙江高考)图实。
高考物理一轮复习课件课后限时作业实验描绘小灯泡的伏安特性曲线
通过实验,加深对欧 姆定律的理解和应用 。
掌握实验测量小灯泡 电阻的方法,学会使 用电压表和电流表。
实验原理
欧姆定律
在同一温度下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反 比。即I=U/R,其中I为电流,U为电压,R为电阻。
伏安特性曲线
表示导体两端电压与通过导体的电流之间的关系曲线。对于线性元件,伏安特 性曲线是一条直线;对于非线性元件,伏安特性曲线是一条曲线。
法。
05
实验注意事项与拓展思考
实验操作注意事项
实验前准备
确保熟悉实验步骤和仪 器操作,检查实验器材
是否完好。
连接电路
按照实验要求正确连接 电路,注意电流表、电 压表的正负接线柱和量
程选择。
数据记录
在实验中,及时记录电 压和电流数据,注意数 据的准确性和完整性。
实验后整理
实验结束后,及时断开 电源,整理好实验器材
高考物理一轮复习课
件课后限时作业实验
描绘小灯泡的伏安特
汇报人:XX
性曲线 20XX-01-21
contents
目录
• 实验目的与原理 • 实验器材与步骤 • 数据处理与图像绘制 • 实验结果与讨论 • 实验注意事项与拓展思考
01
实验目的与原理
实验目的
描绘小灯泡的伏安特 性曲线,理解其电压 与电流之间的关系。
电容器的伏安特性
探究电容器在不同频率交流电下的伏安特性 表现。
电感器的伏安特性
分析电感器在直流和交流电下的伏安特性差 异。
二极管、三极管的伏安特性
了解半导体器件的伏安特性及其在工作状态 下的变化规律。
THANKS
感谢观看
3. 闭合开关前,检查电路连接 是否正确,确保无误后方可进行
2021高考江苏版物理一轮复习讲义:第7章 实验7 描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线●实验目的1.描绘小灯泡的伏安特性曲线.2.分析伏安特性曲线的变化规律.●实验原理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,测得多组(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,分析小灯泡的伏安特性.2.电流表外接:因为小灯泡的电阻很小,如果电流表内接,误差明显较大.3.滑动变阻器的限流接法和分压接法.(1)两种接法比拟限流接法分压接法比照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RER+R0≤U≤E0≤U≤E电压能从零开场连续变化分压接法调节范围大负载R上电流调节范围ER+R0≤I≤ER0≤I≤ER分压接法调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件小灯泡、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、导线假设干、坐标纸、铅笔.●实验过程一、实验步骤1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按如图实-7-1所示的原理图连接好实验电路.图实-7-12.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端,接线经检查无误后,闭合开关S.3.移动滑动变阻器滑片位置,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中,断开开关S.U/V 0I/AU/VI/A4.撤除电路,整理仪器.二、数据处理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.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.●误差分析1.系统误差:由于电压表、电流表不是理想电表,电表内电阻对电路的影响带来的误差.2.偶然误差:(1)电压表、电流表的读数带来的误差.(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差.●考前须知1.闭合开关S前,滑动变阻器滑片应移到使小灯泡分得电压为0的一端,从而使开关闭合时小灯泡电压能从0开场变化,同时,也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端因电压过大而被烧坏.2.I-U图线在U=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右要多测几组数据,以防出现很大误差.3.误差较大的点要舍去,I-U图线应是平滑曲线而非折线.4.建立坐标系时,纵轴表示电流,横轴表示电压,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.●考向1器材的选取与电路设计某同学为研究小灯泡(最大电压不超过2.5 V,最大电流不超过0.55 A)的伏安特性曲线,在实验室找到了以下实验器材:A.电压表(量程是3 V,内阻是6 kΩ)B.电压表(量程是15 V,内阻是30 kΩ)C.电流表(量程是0.6 A,内阻是0.5 Ω)D.电流表(量程是3 A,内阻是0.1 Ω)E.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω,额定电流为0.6 A)F.滑动变阻器(阻值范围0~5 Ω,额定电流为0.6 A)G.直流电源(电动势E=3 V,内阻不计)H.开关、导线假设干该同学设计电路并进展实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)I/A0U/V0滑动变阻器选________.(以上均填写器材代号)(2)请在下面的图实-7-2甲的虚线框中画出实验电路图:甲乙图实-7-2(3)在图乙的坐标纸中描出该小灯泡的伏安特性曲线:(4)据图中描出的伏安特性曲线可知,该小灯泡的电阻随温度而变化的情况为:__________________________________________________________.【合作探讨】(1)滑动变阻器选取的一般原那么是什么?提示:一般情况下,假设采用“分压式〞接法,那么选总阻值较小的滑动变阻器;假设采用“限流式〞接法,那么选用与测量电阻阻值相当的滑动变阻器.(2)本实验题中,画实验电路图需要考虑哪些因素?提示:①滑动变阻器用分压式接法,还是限流式接法.②电流表是内接法,还是外接法.【标准解答】(1)由于小灯泡的最大电压不超过2.5 V,最大电流不超过0.55 A,故为了测量准确,电压表选择量程为3 V的A,电流表选择量程为0.6 A的C,又由于测量的是伏安特性曲线,故电压需要从0开场变化,故电路应该采用分压式,滑变阻器选用较小的阻值,以方便操作,故变阻器选择F;(2)由于待测元件的电阻约为4.5 Ω,故对于小电阻宜采用电流表外接法,实验的误差较小,电路采用分压式连接;(3)根据表中的数据,描点、连线即可得图像;(4)由曲线可知,曲线向电压轴靠近,那么说明元件的电阻随温度的升高而增大;该处也可以计算出电压较小时、较大时的电阻值进展比拟,也能得出元件的电阻随温度的升高而增大的结论.【答案】(1)C A F(2)实验电路图(3)伏安特性曲线(4)小灯泡电阻随温度升高而增大●考向2电路连接与数据处理分析(2021 ·福建高考)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图实-7-3甲所示,现已完成局部导线的连接.(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场逐渐增大,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;图实-7-3(2)某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,那么电流表的示数为________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________只一样的小电珠并联后,直接与电动势为3 V、内阻为1 Ω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(保存两位小数).【标准解答】(1)电流表示数要从零开场逐渐增大,滑动变阻器要用分压接法,如图(a)所示.(a)(2)电流表示数为0.44 A.(3)当外电路的总电阻与电源内阻相等时,电源有最大的输出功率,即小电珠的总功率最大,此时R外=r=1 Ω,I=ER外+r =32A=1.5 A,U外=E2=1.5 V,即每只小电珠两端的电压为1.5 V,通过图象可知每只小电珠的电流为I0=0.38A,n=II0≈4(只);通过每只小电珠的电流为I0,两端电压为U,根据闭合电路欧姆定律得:U+nI0r=E,而U+4I0=3 V,U=-4I0+3 V,如图(b)所示,图线的交点纵、横坐标分别为U≈1.5 V,I0≈0.38 A,P=UI0=0.57 W,P总=nP×4 W=2.28 W.(b)【答案】1.电流表和电压表的读数…时,需估读到最小刻度值的下一位.…时,只需估读到最小刻度值的位数.2.当某个用电器接入电源两端时,电源的U-I图线与用电器的U-I图线的交点坐标,即为该用电器的工作电流和电压.●考向3创新实验探究(2021 ·重庆高考)同学们测量某电阻丝的电阻R x,所用电流表的内阻与R x相当,电压表可视为理想电压表.图实-7-4(1)假设使用图实-7-4所示电路图进展实验,要使得R x的测量值更接近真实值,电压表的a端应连接到电路的________点.(选填“b〞或“c〞)(2)测得电阻丝的U-I图如图实-6-5所示,那么R x为________Ω.(保存两位有效数字)图实-7-5(3)实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态,某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化,他们对此现象进展探究,在控制电阻丝两端的电压为10 V的条件下,得到电阻丝的电阻R x随风速v(用风速计测)的变化关系如图实-7-6所示.由图可知当风速增加时,R x会________(选填“增大〞或“减小〞).在风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为10 V,需要将滑动变阻器R W的滑片向________端调节(选填“M〞或“N〞).图实-7-6(4)为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图实-7-7所示的电路.其中R为两只阻值一样的电阻,R x为两根一样的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,○V为待接入的理想电压表.如果要求在测量中,风速从零开场增加,电压表的示数也从零开场增加,那么电压表的“+〞端和“-〞端应分别连接到电路中的________点和________点(在“a〞“b〞“c〞“d〞中选填).图实-7-7【标准解答】(1)由于电流表的内阻与R x相当,即R x较小,所以电流表外接时误差较小,故电压表的a端应接电路的c点.(2)由U-I图象可知电阻R x=ΔUΔI=,0.195) Ω≈4.1 Ω.(3)根据R x-v图象可知,风速越大时电阻R x越小.要使R x两端的电压不变,需增大与R x并联的R W的电阻,即将滑动变阻器R W的滑片向M端滑动.(4)当风速增大时,受气流影响的电阻丝R x的阻值逐渐减小,d点的电势逐渐降低.开场时,b、d两点电势差为零,所以电压表的“+〞端接b点、“-〞端接d点时能满足条件.【答案】(1)c(2)4.1(4.0~4.2)(3)减小M(4)b d。
江苏省高考物理一轮复习精选精练专题七 描绘小灯泡的伏安特性曲线
第七章 实验六 描绘小灯泡的伏安特性曲线1.用下列器材组装成描绘电阻R 0伏安特性曲线的电路,请将图实-6-12所示实物连线成为实验电路.图实-6-12微安表μA(量程200 μA ,内阻约200 Ω); 电压表V(量程3 V ,内阻约10 k Ω); 电阻R 0(阻值约20 k Ω);滑动变阻器R (最大阻值50 Ω,额定电流1 A); 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R V R 0=0.5,R 0R A=100,可以看出R 0≫R A ,故采用电流表内接法.因电阻R 0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:见解析图2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材: A .小灯泡(3.8 V,1.5 W)B .直流电源(电动势4.5 V ,内阻约0.4 Ω)C .电流表(量程0~500 mA ,内阻约0.5 Ω)D .电压表(量程0~5 V ,内阻约5000 Ω)E .滑动变阻器R 1(0~5 Ω,额定电流2 A)F.滑动变阻器R2(0~50 Ω,额定电流1 A)G.开关一个,导线若干如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图实-6-13所示的四个电路中的________,应选用的滑动变阻器是________.图实-6-13解析:由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量,所以滑动变阻器应选用分压式,分压式接法适用于测量较大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比),由于R1<R L,选用R1时滑片移动时,电压变化明显,便于调节.又小灯泡的电阻约R L=9.6 Ω,R V/R L>R L/R A,所以安培表应该选用外接法.故应选用图丙所示电路.答案:丙R1(或E)3.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、导线和开关外,还有:A.直流电源6 V(内阻不计)B.直流电流表0~3 A(内阻0.1 Ω以下)C.直流电流表0~300 mA(内阻约为5 Ω)D.直流电压表0~10 V(内阻约为15 kΩ)E.滑动变阻器10 Ω,2 AF.滑动变阻器1 kΩ,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.图实-6-14(3)试将图实-6-14所示器材连成实验电路.解析:由I 额=1.56 A =250 mA ,故选C.因要求电压从零开始变化,变阻器用分压接法,应选小阻值的E. 答案:(1)C E (2)实验电路如图(3)实物图连线如图所示4.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,用导线a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 按图实-6-15所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:图实-6-15图实-6-16(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小灯泡亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总 不能为零,则可能是________导线断路.(2)某同学测出电源和小灯泡的U -I 图线如图实-6-16所示,将小灯泡和电阻R 串联 后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A ,则R =________Ω.(3)某同学在实验中还测出a 、b 、c 三种元件的伏安特性曲线分别如图实-6-17中的(a)、 (b)、)(c)所示,下列说法正确的是 ( )图实-6-17A .a 可以作为标准电阻使用B .b 能作为标准电阻使用C .b 的阻值随电压升高而增大D .c 的阻值随电压升高而增大解析:(1)若调节滑动变阻器,小灯泡的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零, 说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g 导线断路.(2)由电源的U -I 图线知E =3.0 V ,r =1 Ω,当小灯泡与电阻串联后 由闭合电路欧姆定律得E =I (R +r +R 灯) 又由小灯泡的U -I 图线得R 灯=UI=1.2 Ω 解得R =0.8 Ω.(3)因a 元件的I -U 图线是直线,说明其电阻不随电压的变化而变化,故可作为标准电 阻,故A 对,B 错.b 的阻值随电压升高而增大,c 的阻值随电压升高而降低,故C 对 D 错.答案:(1)g (2)0.8 (3)AC5.现在要测量一只额定电压为U =3 V 的小灯泡L 的额定功率P (约为0.3 W).实验室备有如下器材:电流表 (量程200 mA ,内阻r 1=10 Ω)电流表 (量程300 mA ,内阻约为几欧姆) 定值电阻R (10 Ω)滑动变阻器R 1(0~100 Ω,0.5 A) 电源E (E =5 V ,r ≈1 Ω) 单刀开关一个、导线若干(1)设计出实验电路,画在下面的虚线框内.图实-6-18(2)按(1)中设计的电路图把图实-6-18中仪器连接起来; (3)写出主要的操作步骤:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(4)实验中计算灯泡额定功率的表达式为________. (必须用题中给定的符号及你在(3)中设计的记录符号来表示) 答案:(1)如图(a)所示 (2)如图(b)所示(3)①按设计好的电路图连接好电路,开关S 闭合前,滑动变阻器的滑片P 应移至阻值最大的位置.②闭合开关S ,移动滑片P ,使电流表 的示数I 1=UR +r 1=310+10A =150 mA ,使小灯泡正常发光,同时记下此时电流表 的示数I 2. ③断开开关S ,拆除电路、整理仪器. (4)P =U (I 2-I 1)。
江苏省2018高考物理大一轮复习(自主学习考点突破随堂验收)实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线课件
2. 电路的选择:本实验用伏安法测量在不同电压下灯丝的 电流和电压,描绘出伏安特性曲线.由于使用的小灯泡是“3.8 V 0.3 A”的,正常发光时灯丝电阻约为13 Ω,阻值较小,因 此应该用电流表__外__接__法__电路;由于要测小灯泡在不同电压下 的电流、电压,电压取值范围要尽量大,因此滑动变阻器应该 用_分__压__式___接法电ห้องสมุดไป่ตู้.电路图如图所示.
实验数据的处理与误差分析
典题演示 2 (2016·南京、盐城、连云港二模)一只小灯泡额 定功率为 0.75W,额定电压值已模糊不清,A 小组的同学想测定 其额定电压值,于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为 3Ω,然 后根据公式计算出该灯泡的额定电压 U= PR=1.5 V.B 小组同 学认为 A 小组测量方法有误,他们利用下面可供选择的器材设 计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压,并根据测量 数据来绘制灯泡的 UI 图线,进而找到灯泡的额定电压.
次数 电压U/V 电流I/A
12345
6 7 8 9 10 11 12
【实验结论】 描绘出的图线是一条__曲__线____.它的斜率随电压的增大而 __减__小____ , 这 表 明 小 灯 泡 的 电 阻 随 电 压 ( 温 度 ) 升 高 而 __增__大____.灯丝的电阻率随温度的升高而增大.灯丝不发光时 温度是室温,正常发光时温度很高,其电阻率的变化是很显著 的,所以灯丝的阻值随小灯泡两端电压的升高而明显增大,其 IU图线不再是过原点的直线.
3. I-U图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U0=1.0 V左右描点要密,以防出现较大误差.
4. 电流表选择0.6 A量程,电压表量程的选择视小灯泡的额 定电压而定.即若使用“3.8 V 0.3 A”的小灯泡,选用电压表 的15 V量程;若使用“2.5 V 0.6 A”的小灯泡,则选用电压表 的3 V量程.
2020届高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 4 实验七 描绘小灯泡的伏安特性曲线随堂检测巩固落实
4 实验七 描绘小灯泡的伏安特性曲线1.图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图.甲乙(1)根据图甲画出实验电路图;电流表量程为0.6 A ,电压表量程为3 V .所示读数为:①________、②________、③________、④________.两组数据得到的电阻分别为________和________.解析:(1)实验电路图如图所示.(2)电流表量程为0.6 A ,每一小格代表0.02 A ,读数时估读到精度的本位即可;电压表量程为3 V ,每一小格代表0.1 V ,读数时估读到精度的下一位.读数分别为:①0.10 A 、②0.24 A 、③2.00 V 、④0.27 V .应用R =UI求电阻时,电流为0.10 A 时对应的电压为0.27 V;电流为0.24 A时对应的电压为2.00 V,求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω.答案: (1)如解析图所示(2)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.27 V2.7(±0.1) Ω8.3(±0.1) Ω[如填为8.3(±0.1) Ω2.7(±0.1) Ω也行]2.(2018·苏锡常镇四市高三调研)小明同学想研究一段铅芯的伏安特性曲线.他连接了如图甲所示的实验电路.小亮同学认为小明的电路并不完善,他在该电路上增加了一条导线,得到了小明的认同.(1)请你用笔画线在图甲上加上这条导线.(2)对小亮改正后的电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片先置于________(填“最左端”或“最右端”).(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,测得一组电压表和电流表的示数记录如下表:电流I/A00.080.160.240.320.400.48电压U/V00.631.221.681.972.232.44(4)由图象可知,随着温度的升高,铅芯的电阻率______(填“增大”“减小”或“不变”).解析:(1)测伏安特性曲线应让电流由零开始调节,故采用滑动变阻器分压接法,如答案图甲所示;(2)为了让电流从零开始调节,滑片应先置于最左端;(3)根据表格中的数据描点连线;(4)图象为I-U图象,图线越来越陡,说明电阻率越来越小.答案:(1)如图甲所示(图甲中1或2中任一条)(2)最左端(3)如图乙所示(4)减小3.(2018·常州模拟)小明做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,已知小灯泡标称值是“2.5 V,0.3 A”,不考虑电压表分流引起的误差,请完成如下小题:(1)为初步了解小灯泡的电阻值,小明使用多用电表的欧姆挡按正确测量步骤进行测量,根据图甲所示,小灯泡阻值为________Ω.(2)为进一步探究小灯泡伏安特性,小明连接了如图乙所示实物图,请在图中补上一根导线,使实验能够正常进行.(3)按要求操作得到数据如表所示,第7组中电压表示数如图丙所示,则U=________V;判断U=0、I=0时的小灯泡电阻值为________Ω,试分析此电阻值远小于(1)中阻值的原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.1234567891011I/A00.040.080.090.100.110.120.140.160.180.20 U/V00.050.100.130.170.200.550.801.051.35 R/Ω1.31.31.41.71.83.95.05.86.8解析:(1)采用“×1”倍率,所以读数为6 Ω.(2)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需要多组数据,所以滑动变阻器应采用分压接法,如图所示.(3)电压表采用0~3 V挡,分度值为0.1 V,故读数为0.30 V,U=0、I=0时温度接近2、3组的温度,故应为1.3 Ω,远小于(1)中的测量值是因为用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大,小灯泡已有发光,灯丝温度升高,电阻较冷灯丝时大的多.答案:(1)6 (2)如解析图所示(3)0.30 1.3 用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大,小灯泡已有发光,灯丝温度升高,电阻较冷灯丝时大的多4.某学习小组拟研究一个标有“3.6 V,1.8 W”的小电珠的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:①电流表A,量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω;②电压表V,量程0~15 V,内阻约为15 kΩ;③滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;④学生电源E,电动势为4 V,内阻不计;⑤开关S及导线若干.(1)该学习小组中的甲同学设计了如图甲所示的电路进行测量,请按照图甲所示的电路图帮甲同学将图乙中的实物图连接起来.(2)甲同学在实验中发现,由于电压表的量程较大而造成读数误差很大,因而影响了测量结果.于是又从实验室找来一量程为I g=100 μA、内阻R g=1 000 Ω的灵敏电流计,想把该灵敏电流计改装成量程为5 V的电压表,则需串联一个阻值为________Ω的电阻.(3)甲同学用改装后的电压表进行实验,得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如表所示:I1(A)00.190.300.370.430.460.480.49I2(μA)01020304050607012(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中,则该小电珠消耗的电功率约为________W.已知电源的电动势为E′=3.0 V,内阻r=1.5 Ω,定值电阻R0=4.5 Ω.(结果保留两位有效数字)解析:(1)如图所示.(2)设需要串联的电阻阻值为R x,则有I g(R g+R x)=5 V,代入数据可得R x=49 000 Ω.(4)将定值电阻R0看做该电源的内阻的一部分,则内阻r′=6 Ω,由此可得路端电压U=E′-Ir′,在I1-I2图线所在坐标纸上作出该I-U图象如图所示,可知其交点坐标表示的电流约为0.32 A,电压约为1.1 V,所以该小电珠消耗的功率约为P=0.32×1.1 W ≈0.35 W.答案:(1)见解析图(2)49 000 (3)如图所示(4)0.35。
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3. I-U图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U0=1.0 V左右描点要密,以防出现较大误差.
4. 电流表选择0.6 A量程,电压表量程的选择视小灯泡的额 定电压而定.即若使用“3.8 V 0.3 A”的小灯泡,选用电压表 的15 V量程;若使用“2.5 V 0.6 A”的小灯泡,则选用电压表 的3 V量程.
2. 电路的选择:本实验用伏安法测量在不同电压下灯丝的 电流和电压,描绘出伏安特性曲线.由于使用的小灯泡是“3.8 V 0.3 A”的,正常发光时灯丝电阻约为13 Ω,阻值较小,因 此应该用电流表__外__接__法__电路;由于要测小灯泡在不同电压下 的电流、电压,电压取值范围要尽量大,因此滑动变阻器应该 用_分__压__式___接法电路.电路图如图所示.
【解析】 (1) 描绘伏安特性曲线,电压、电流从零开始变 化,所以滑动变阻器选用分压式;根据 R< RARV说明小灯泡是 小电阻,采用电流表外接法.
(2) 根据小灯泡的额定电压和额定电流,电压表选 A,电流 表选 D,滑动变阻器分压式应选用阻值小的 E.
(3) 正常工作的电阻即为图中电压为 3.8V 时的电阻,为 R =03.2.84 Ω=15.83 Ω≈16Ω,根据闭合电路欧姆定律计算出串联 电阻阻值 Rx=EI -R-r=01.224 Ω-1Ω-15.83Ω≈33Ω.
H. 待测灯泡L(额定功率0.75 W、额定电压未知)
(1) 在实验过程中,B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓
慢地增加,在下面图(a)所给的虚线框中画出实验的电路原理 图.上述器材中,电流表选__A__2____(填“A1”或“A2”);滑动 变阻器选_R_1______(填“R1”或“R2”).
(2) 由实物图可知,在闭合开关S前,滑动变阻器a的滑片应 置于最__右______(填“左”或“右”)端.
(3) 实验一:在20℃的室温下,通过调节滑动变阻器,测量 得到LED的U1U2曲线为图3中的a曲线.已知锂电池的电动势为 3.77 V,内阻不计,LED的正常工作电流为20 mA,定值电阻R0 的电阻值 为 10 Ω, 由曲线可 知实验中 的 LED的 额定功率 为 _0_._0_6_6___ W(结果保留两位有效数字),LED的电阻随着电流的 增大而__减__小____(填“增大”“减小”或“不变”).
甲
乙
(3) 调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表,请在图乙 所示的坐标纸上画出小灯泡的 U-I 图线.
12 3 4 5 6 7 U/V 0 0.28 0.58 0.92 1.50 2.00 3.00 I/A 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.45 0.49 (4) 根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为_2_.8_~__3_._0_ Ω.(结果保留两位有效数字)
【实验器材】 学生电源(4~6 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、铅笔. 【实验步骤】 1. 确定电流表、电压表的量程,连接好电路.(注意开关应 __断__开____,滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为__零___) 2. 闭合开关S,调节滑动变阻器,使电流表、电压表有较 小的明显示数,记录一组电压U和电流I的值.
图(a)
图(b)
(2) 当电压达到 1.23 V 时,发现灯泡亮度很暗,当达到 2.70 V 时,灯泡功率已超过额定功率,便立即断开开关,并将所测数 据记录在下面表格中.
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310 请你根据表中实验数据在图(b)中作出灯泡的 U-I 图线. (3) 由图象得出该灯泡的额定电压应为_2_._5_(2_._4_~__2_.6_均__可__)__ V; 显 然 这 一 结 果 大于 1.5 V, 究 其 原 因是 _灯__泡__的__冷__态__电__阻_ _小__于__正__常__工__作__时__的__电__阻__(或___灯__泡__电__阻__随__温__度__升__高__而__变__大__)______.
F. 滑动变阻器R2(200Ω、0.5A) G. 蓄电池(电动势6V、内阻不计) H. 开关、导线
(1) 请在方框内画出该实验的原理电路图. (2) 实验中,电压表选___A_____,电流表选___D_____,滑动 变阻器选___E_____.(用序号字母表示) (3) 测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示.由图线可求得此 灯泡在正常工作时的电阻为___1_6____Ω;若将此灯泡与电动势 12V、内阻为1Ω的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个 阻值为___3_3____Ω的电阻.(结果保留两位有效数字)
实验数据的处理与误差分析
典题演示 2 (2016·南京、盐城、连云港二模)一只小灯泡额 定功率为 0.75W,额定电压值已模糊不清,A 小组的同学想测定 其额定电压值,于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为 3Ω,然 后根据公式计算出该灯泡的额定电压 U= PR=1.5 V.B 小组同 学认为 A 小组测量方法有误,他们利用下面可供选择的器材设 计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压,并根据测量 数据来绘制灯泡的 UI 图线,进而找到灯泡的额定电压.
D. 滑动变阻器R:阻值范围0~10 Ω、允许通过最大电流为 2 A.
E. 开关S,导线若干. 在尽量提高测量精度的情况下,请回答下列问题: (1) 根据以上器材,用笔画线代替导线将实物图甲连接成完 整电路. (2) 闭合开关前,滑动变阻器的滑动片应移到____A____(填 “A”或“B”)端.
随堂验收
1. (2016·常州一模)某学习小组欲探究小灯泡(“3 V 1.5 W”)的伏安特性,可提供的实验器材如下:
A. 电池组:电动势约4.5 V,内阻可不计. B. 双量程的电压表 V1:量程为0~3 V、内阻约为3 kΩ V2:量程为0~15 V、内阻约为15 kΩ C. 双量程的电流表 A1:量程为0~0.6 A、内阻约为1 Ω A2:量程为0~3 A、内阻约为0.1 Ω
5. 当小灯泡的电压接近额定值时要缓慢增加,到额定值记 录后马上断开开关.
6. 误差较大的点要舍去,IU图线应是平滑曲线而非折线.
【误差分析】 1. 测量电路存在系统误差,未考虑电压表的分流,造成测 得的I值比真实值大. 2. 描绘IU图线时作图不准确造成的偶然误差. 3. 测量时读数不准确和在坐标纸上描点不准确引起的误 差.
次数 电压U/V 电流I/A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
பைடு நூலகம்
【实验结论】 描绘出的图线是一条__曲__线____.它的斜率随电压的增大而 __减__小____ , 这 表 明 小 灯 泡 的 电 阻 随 电 压 ( 温 度 ) 升 高 而 __增__大____.灯丝的电阻率随温度的升高而增大.灯丝不发光时 温度是室温,正常发光时温度很高,其电阻率的变化是很显著 的,所以灯丝的阻值随小灯泡两端电压的升高而明显增大,其 IU图线不再是过原点的直线.
电压 U/V 0.00 0.20 0.40 0.70 1.00 1.30 1.70 2.10 2.50 电流 I/A 0.00 0.14 0.24 0.26 0.37 0.40 0.43 0.45 0.46 (1) 实验室有两种滑动变阻器供选择: A. 滑动变阻器(阻值范围 0~10 Ω、额定电流 3 A) B. 滑动变阻器(阻值范围 0~2 000 Ω、额定电流 1 A) 实验中选择的滑动变阻器是___A_____.(填写字母序号) (2) 在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整. (3) 开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至 ___左_____(填 “左”或“右”)端.
实验七:描绘小灯泡的伏安特性曲线
自主学习
考纲解读 1. 能描绘小灯泡的伏安特性曲线,并能分析曲线的变化规 律. 2. 能处理相关的拓展性实验.
基础梳理
【实验目的】 1. 描绘小灯泡的伏安特性曲线. 2. 分析伏安特性曲线的变化规律. 【实验原理】 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___的曲线将这些点连接起来.
图3
(4) 实验二:将LED置于80 ℃的热水中,测量得到LED的 U1U2曲线为图3中的b曲线.由此可知:温度升高,LED的电阻 将___减__小___(填“增大”“减小”或“不变”).
【解析】 (1) 所连实物图如图所示.
(2) 闭合开关 S 前,滑动变阻器 R 的滑动头应置于最右端, 使得开关闭合,测量部分电压、电流为零,起到保护测量电路的 作用.(3) 由曲线可知实验中的 LED 正常工作时,电流为 0.02 A, 电压为 3.3 V,则额定功率 P=UI=3.3×0.02 W=0.066 W.由 电路结构可得RULE1D=UR02,由此可得图象的斜率 k=UU12=RRLE0D,由 图 3 可知随着电压的增加,图象的斜率变小,即随电流的增大, 图线的斜率减小,则 LED 的电阻随着电流的增大而减小.(4) 由 图可知,温度升高,LED 电压减小,则电阻减小.
实验拓展与创新
典题演示 3 (改编)发光二极管(LED)是一种新型光源.某
同学为了探究 LED 的伏安特性曲线,他的实验原理图如图 1 所
示,其图中 D 为发光二极管(LED 符号用
表示),R0 为定
值电阻,滑动变阻器 R 的总阻值很小,电压表视为理想电压表.
图1
(1) 请根据图1将实物图2中未连接好的电路连接好. 图2
3. 用同样的方法测量并记录约12组U值和I值. 4. 断开开关S,整理好器材. 5. 在坐标纸上,以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标 系,并根据表中数据描点,连接各点得到I-U图线.(注意:连 接各点时,不要出现折线)