十年高考(伏安特性曲线)
高考物理实验-描绘小灯泡的伏安特性曲线
描绘小灯泡的伏安特性曲线知识元实验器材、电路的选择知识讲解一、仪器选择1．电压表：看电源电动势，选择量程和电源电动势接近的电压表；注意：不是选择比电源电动势小的，而是选择和电源电动势E接近的，可以选择比电源电动势大的的电压表，这时主要通过滑动变阻器对电压进行调节．2．电流表：一般情况下，用电流表的量程和电路中电流进行比较，电路中的电流可以用电源电压除以电路中的大致电阻进行估算，即，其中E为电源电动势，R为电路中估计的总电阻．另：可以根据题目给出的伏安特性曲线的最大值进行选择．3．滑动变阻器：分压电路中选择滑动变阻器选择比待测电阻小很多的；限流电路中，选择阻值为待测电阻阻值的2-5倍的滑动变阻器．二、电流表的基本接法方法一：内接法外接法电路图测量值R测=误差原因电流表分压电压表分流=<R测R真==>R测真实值R真=测量值与真测量值大于真实值测量值小于真实值实值的关系适用条件R x＞R x＜适用于测量大阻值电阻小阻值电阻口诀大内偏大小外偏小方法二：实验试探法：按图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下：如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，说明电流表分压明显，则应采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，说明电压表分流明显，则应采用电流表内接法．三、滑动变阻器的接法滑动变阻器共有两种接法，限流法和分压法，电路图如下：限流法分压法1．首选要清楚滑动变阻器的分压接法和考虑限流接法的优、缺点：（1）限流接法线路结构简单，消耗能量少；（2）分压接法电压表、电流表测量范围大，可以从0到接近电源电动势间连续调节，测量数据多；2．选用原则：（1）优先限流接法，因为它电路结构简单，消耗能量少；（2）下列情况之一者，必须采用分压接法：a．零起必分压：要求多测几组数据(电压变化范围大)，或要求电压从0开始变化；b．滑小必分压：待测电阻大于滑动变阻器阻值，采用限流接法不能满足要求；c．烧表必分压：电源电动势比电压表量程大很多，限流接法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程．例题精讲实验器材、电路的选择例1.小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系，已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω，R随t的升高面增大实验电路如图1所示，控温箱用以调节金属电阻的温值。
高二物理电学专题提升专题14伏安特性曲线的理解及应用
专题14 伏安特性曲线的理解及应用一：专题概述 导体的伏安特性曲线(1)I －U 图线：以电流为纵轴、电压为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为I －U 图线，如图所示．(2)电阻的大小：图线的斜率k ＝U I ＝R 1，图中R 1>R 2.(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用欧姆定律． (4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律． 二：典例精讲1．I —U 的图象的理解及应用典例1：(多选)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，P 为图上一点，PN 为图线在P 点的切线，PM 为I 轴的垂线．则下列说法中正确的是( )A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变B ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝I2U1C ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝I2－I1U1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的“面积” 【答案】BD2． 欧姆定律的应用典例2：(多选)在如图甲所示的电路中，L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。
当开关S 闭合后，电路中的总电流为0.25 A ，则此时 ( )A ．L 1两端的电压为L 2两端电压的2倍B ．L 1消耗的电功率为0.75 WC ．L 2的电阻为12 ΩD ．L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4 【答案】BD三 总结提升1.伏安特性曲线问题的处理方法(1)首先分清是I －U 图线还是U －I 图线。
(2)对线性元件：R ＝I U ＝ΔI ΔU ；对非线性元件R ＝I U ≠ΔI ΔU，即非线性元件的电阻不等于U －I 图象某点切线的斜率。
(3)在电路问题分析时，I －U (或U －I )图象中的电流、电压信息是解题的关键，要将电路中的电子元件和图象有机结合。
2.对伏安特性曲线的理解(如图甲、乙所示)(1)图线a 、e 、d 、f 表示线性元件，b 、c 表示非线性元件． (2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，R a ＞R e .在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小．斜率越大，电阻越小，R d ＜R f .(3)图线b 的斜率变小，电阻变小，图线c 的斜率变大，电阻变小．注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数．根据R ＝I U，电阻为某点和原点连线的斜率或斜率的倒数． 四 提升专练1.某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了IU 图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是( )A. 图甲的元件可以作为标准电阻使用B. 图乙的电阻随电压升高而减小C. 图丙的电阻随电压升高而增大D. 只有图乙才是可能的 【答案】A2.(多选)如图所示是电阻R 的I －U 图象，图中α＝45°，由此得出( )．A ．通过电阻的电流与两端电压成正比B ．电阻R ＝0.5 ΩC ．因I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，故R ＝1/tan α＝1.0 ΩD ．在R 两端加上6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C 【答案】AD3.两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示，可知电阻大小之比R1：R2等于（）A. 1:3B. 3:1C.D.【答案】A【解析】因为该图线为I-U图线，则图线的斜率表示电阻的倒数，两根图线的斜率比为3：1，所以电阻比为1：3．故A正确，BCD错误。
伏安特性曲线
伏安特性曲线伏安特性曲线是描述电子器件的电流与电压之间关系的图像，它是材料特性和电流运动规律的重要表征。
通过研究伏安特性曲线，可以了解电子器件的工作方式、性能指标以及其在电路中的应用。
本文将详细介绍伏安特性曲线的概念、性质和应用，并介绍一些常见的电子器件的伏安特性曲线。
一、伏安特性曲线的概念及基本性质伏安特性曲线又称为IV特性曲线，是描述电子器件电流与电压关系的图像。
它通常是电流I作为横坐标，电压V作为纵坐标绘制的曲线。
伏安特性曲线反映了电流随电压的变化规律，可以从中获得电子器件的许多重要信息。
伏安特性曲线的基本性质有以下几点：1. 伏安特性曲线一般呈现出非线性关系，即电流与电压之间的关系不是简单的比例关系。
这是因为电流的变化过程受到力学、热力学等多种因素的影响。
2. 伏安特性曲线一般具有对称性，即在正负电压下电流基本呈现出相同的变化趋势。
这是由于正负电压下的电流运动规律相似。
3. 伏安特性曲线的形状与电子器件的材料和结构有关。
不同材料和结构的器件具有不同的伏安特性曲线形状。
二、常见电子器件的伏安特性曲线1. 二极管的伏安特性曲线：二极管是一种两端具有PN结的器件。
在正向偏置情况下，二极管的伏安特性曲线呈现出指数关系。
在反向偏置情况下，二极管的伏安特性曲线呈现出较小的电流变化。
2. 晶体管的伏安特性曲线：晶体管是一种三端器件，主要分为P 型和N型两种类型。
晶体管的伏安特性曲线在不同工作区域上有所不同，包括截止区、放大区和饱和区。
3. MOSFET的伏安特性曲线：MOSFET是一种金属氧化物半导体场效应晶体管。
MOSFET的伏安特性曲线可以分为三个区域，包括截止区、增强区和饱和区。
4. 电阻器的伏安特性曲线：电阻器的伏安特性曲线呈现出线性关系，即电流与电压之间成正比。
这是因为电阻器的电流和电压之间满足欧姆定律。
三、伏安特性曲线的应用伏安特性曲线在电子器件的设计和应用中起着重要作用。
以下是伏安特性曲线的一些应用：1. 设计电路：通过研究伏安特性曲线，可以确定电子器件的工作区域，帮助设计出合适的电路。
十年高考(伏安特性曲线)
伏安特性曲线1、（2012·理综）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“4.0V，0.7A”；电流表A1，量程3A，阻约为0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，阻r2=0.2Ω；电压表V，量程3V，阻r v=9kΩ；标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R，阻值围0~10Ω；学生电源E，电动势6V，阻不计；开关S及导线若干。
①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为_________Ω。
②乙同学又设计了如图3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4所示的虚线框补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
2（2012·理综）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。
（1）完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，；③断开开关，……。
根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
3（2011·理综卷21题（2））某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量。
（填选项前的字母）A.直流电压10VB.直流电流5mAC.欧姆×100D.欧姆× 1②该同学采用图甲所示的电路进行测量。
图中R为滑动变阻器（阻值围0~20Ω,额定电流1.0A），L为待测小电珠，○V为电压表（量程6V，阻20kΩ），○A为电流表（量程0.6A，阻1Ω）,E为电源（电动势8V，阻不计），S为开关。
高考物理难点解读：伏安特性曲线的理解与运用
难点58伏安特性曲线的理解与运用
2．电源的U-I关系图线
描述电源的输出电压U与输出电流，之间的关系，根据U =E - Ir 可知，电源的U-I图线是如图所示的一条倾斜的直线．
(1)直线斜率的绝对值表示电源的内阻，纵轴的截距为电源电动势E1 ：(2)直线上任何一点A与原点0的连线的斜率表示对应的外电路电阻R．
(3)图线上每一点的坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率，对于图中的A点有P=UAIA.
图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线：由图可知，两者不成线性关系，这是由于
如图乙所示，将这个电灯与20 的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，贝IJ电灯的实际功率为____ W.（不计电流表电阻和电源内阻）。
图乙
◆随着电压的增大，电灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大．所以’电灯两端的电压与通过它的电流不成线性关系．
I/A
(z)裉据闭合电路欧姆定律可知：E=U1、+ IR代入数据得到：8= UL +20I
在甲图中画出此方程的图线，如图所示，该图线与原图线的交点为此电路对应
安培力作用下通电导体在磁场中运动问题的分析，常用方法有5种，分别为电流元法、特殊位置法、等效法、利用结论法、对象转换
法，有时一道题能用多种方法求解．有的需要多种解法联合求解，请同学们多做总结，认真体会．。
高考物理电学实验(伏安特性曲线,电阻的测量)专题
一、伏安特性曲线1. 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材A．直流电源（6V，内阻不计）B．电流表G（满偏电流3mA，内阻10Ω）C．电流表A（0～0.6A，内阻未知）D．滑动变阻器R（0～20Ω，5A）E．滑动变阻器R′（0～200Ω，1A）F．定值电阻R0（阻值为1990Ω）G．开关与导线若干①根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）（请画在图1方框内）②在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用（填写器材前面的字母序号）。
③将上述电子元件R1和另一个电子元件R2接入如图2所示的电路中，他们的伏安特性曲线分别如图3中oa、ob所示，电源的电动势E＝7.0V，内阻忽略不计，调节滑动变阻器R3，使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R1的阻值为Ω，R3接入电路的阻值为Ω（结果保留两位有效数字）。
2.(2017·新课标I)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A)、电压表V(量程3V,内阻3Ωk)、电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)、固定电阻R(阻值1000Ω)、滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)、电源E(电动势5V,内阻不计)；开关S；导线若干.(1)实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 _________(填“增大”“不变”或“减小")，灯丝的电阻率______(填“增大”“不变”或“减小”)(3)用另一电源E(电动势4V,内阻1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。
物理重点突破第12讲 伏安特性曲线的理解与应用
第12讲伏安特性曲线的理解与应用【方法指导】1.伏安特性曲线的理解导体的伏安特性曲线是指电流与电压的关系曲线，用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，即得导体的I－U图象。
（1）线性元件：导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压成正比的线性关系，具有这种特点的元件称为线性元件，如金属导体、电解质溶液等．（2）非线性元件：伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件，称为非线性元件，如气态导体、半导体元件等．（3）I-U曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U-I曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻．如图所示：甲图中斜率表示导体电阻的倒数，所以RⅠ＜RⅡ；乙图中斜率表示导体的电阻，所以RⅠ＞RⅡ.2.伏安特性曲线问题的分析方法（1）分析图像是要看准是I-U图像还是U-I图像。
I-U图像中，各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U-I曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻。
（2）分清图线的斜率和图线上的点与原点连线的斜率。
两种图像中计算电阻时都是利用的图线上的点与原点连线的斜率，而不是图线的斜率。
（3）不可用直线倾角的正切来求物理图线的斜率。
物理图像中，横轴和纵轴的标度选取一般不同，且同一问题两次作图时标度也有可能不同，因此物理图线的斜率不一定等于数学上直线倾角的正切。
【对点题组】1．有a、b、c、d四个电阻，它们的U－I关系图象如图所示，则电阻最大的是()A ．aB ．bC ．cD ．d2.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是( )A ．加5 V 电压时，导体的电阻为5 ΩB ．加11 V 电压时，导体的电阻为1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小3．如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U 和电流I .图线上点A 的坐标为(U 1、I 1)，过点A 的切线与纵轴交点的纵坐标为I 2，小灯泡两端的电压为U 1时，电阻等于 ( )A.I 1U 1B.U 1I 1C.U 1I 2D.U 1I 1－I 24.甲、乙两个电阻，它们的伏安特性曲线画在一个坐标系中如下图所示，则( )A ．甲的电阻是乙的电阻的1/3B ．把两个电阻两端加上相同的电压，通过甲的电流是通过乙的两倍C ．欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍D ．甲的电阻是乙的电阻的2倍5．图示是某导体的I -U 图线，图中倾角为α＝45°，下列说法正确的是( )A ．通过电阻的电流与其两端的电压成正比B ．此导体的电阻R ＝2 ΩC ．IU 图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻R ＝cot 45°＝1.0 ΩD．在R两端加6.0 V电压时，每秒通过电阻截面的电量是6.0 C6.如下图所示为两电阻R A、R B的伏安特性曲线，由图可知：(1)这两电阻大小之比为R A∶R B＝________.A．1∶3 B．3∶1C．1 D. 1(2)当这两个电阻分别加上相同电压时，通过的电流之比为I A∶I B＝________.A．1∶3 B．3∶1C．1 D. 1(3)当这两个电阻分别通上相同电流时，电阻两端的电压之比为U A∶U B＝________.A．1∶3 B．3∶1C．1 D. 17.如图所示的图象所对应的两个导体：(1)电阻R1∶R2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为多少？(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2为多少？答案精析【对点题组】1．【答案】A 2.【答案】AD【解析】对某些电学元件，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的UI 值仍表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体在加5 V 电压时，UI 值为5，所以此时电阻为5 Ω；当电压增大时，UI 值增大，即电阻增大，综合判断可知B 、C 项错误．3．【答案】B【解析】本题考查利用小灯泡的伏安特性曲线求电阻，意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对电阻定义式的理解．由电阻的定义式R ＝U /I 可知，B 正确，其他选项错误．要特别注意R ≠ΔU /ΔI . 4.【答案】AC 5．【答案】AB【解析】通过电阻的电流I 与其两端的电压U 成正比．A 正确；导体的电阻R ＝U I ＝10 V/5 A＝2 Ω.B 正确；I U 图线的斜率等于电阻的倒数，而斜率k ＝ΔyΔx ＝0.5，所以电阻为2 Ω，而cot 45°＝1，所以电阻R ≠cot 45°.故C 错误；在R 两端加6.0 V 电压时，电流I ＝U R ＝62 A ＝3 A ，每秒通过电阻截面的电量是q ＝It ＝3×1 C ＝3 C ．故D 错误．故选A 、B. 6.【答案】(1)A (2)B (3)A 【解析】(1)由R ＝U I ＝U I ∆∆得，R A ＝1030Ω＝13 Ω，R B ＝1010 Ω＝1 Ω. 所以R A ∶R B ＝1∶3，故选项A 正确． (2)由I ＝UR知，I A ∶I B ＝R B ∶R A ＝3∶1，故选项B 正确． (3)由U A ＝I A R A ，U B ＝I B R B ，I A ＝I B ，得U A ∶U B ＝R A ∶R B ＝1∶3，故选项A 正确． 7.【答案】(1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3【解析】(1)因为在IU 图象中，R ＝1k ＝ΔUΔI ，所以R 1＝10×10－35×10－3Ω＝2 Ω， R 2＝10×10－315×10－3 Ω＝23 Ω， 所以R 1∶R 2＝2∶(23)＝3∶1.(2)由欧姆定律得 U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，由于I 1＝I 2，则U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝3∶1. (3)由欧姆定律得 I 1＝U 1R 1，I 2＝U 2R 2，由于U 1＝U 2，则I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝1∶3.。
伏安特性曲线
参考资料
金属导体的电阻（某些合金除外），是随温度的升高而增加的。设R0为某种导体在0℃时的电阻，R为温度t时的电阻，当在温度不太低时的不大温度范围内，它的电阻有下述线性关系
3．小灯泡可以短时间地在高于额定电压下使用，一般可以超过额定电压的10%－20%，所以加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，决不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大，如果灯丝由低温状态，直接超过额定电压使用，会由于灯丝冷电阻过小，瞬间电流过大而烧坏灯泡。
5．由P=IU计算小灯泡的电功率，将结果填入表中。以电功率P为纵坐标，电压U为横坐标，作出小灯泡电功率随电压变化的曲线。
6，分析以上曲线。
实验原理
由于小灯泡钨丝的电阻随温度而变化，因此可利用它的这种特性进行伏安特性研究。实验中小灯泡的电阻等于灯泡两端的电压与通过灯泡电流的比值。改变小灯泡两端的电压，测出相应的电流值，可以得到小灯泡的电阻、电功率与外加电压的关系。
R=R0+R0βt=R0（1+βt）
β为金属导体的电阻温度系数，其值决定于金属的种类。
灯泡能发光，是因为在灯丝两端加上了一定的电压，在灯丝中有电流通过，从而使灯丝温度升高而发光的缘故，所以灯丝的电阻与通过它的电流有关。通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系可以用图线来表示，称为导体的伏安特性曲线．如果导体的温度不变、其电阻也不变，这条曲线就是直线。当导体被通过它的电流加热时，这条曲线将稍向下弯曲，说明当加大导体两端的电压时，由于其电阻增大，通过它的电流并不是呈线性增大，如图4．14－2所示。
高考物理伏安特性曲线
高考物理伏安特性曲线
要正确理解伏安特性曲线电压随电流变化的U-I图线与”伏安特性曲线I-U图线，历来一直高考重点要考的内容（其中电学实验测电源的电动势、内阻，测小灯泡的功率，测金属丝的电阻率等等都是必考内容）。
这里特别的是有两点（1）首先要认识图线的两个坐标轴所表示的意义、图线的斜率所表示的意义等，特别注意的是纵坐标的起始点有可能不是从零开始的。
（2）线路产的连接无非为四种电流表内接分压、电流表外接分压、电流表内接限流、电流表外接限流。
一般来说，采用分压接法用的比较多。
至于电流表内外接法则取决于与之相连的电阻，显然电阻越大，内接误差越小，反之亦然。
（3）另外，对仪表的选择首先要注意量程，再考虑读数的精确。
2010年高考物理一轮实验总复习 第四课时 实验11：描绘小灯泡的伏安特性曲线_88课件 人教版
第四课时实验11：描绘小灯泡的伏安特性曲线•1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．•2．分析曲线的变化规律．•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．•3．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(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．•1．连接电路：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右图所示电路．•2．测电流：测出小灯泡在不同电压下的电流•移动滑动变阻器触头位置，测出多组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.•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．闭合电键S前，滑动变阻器触头应移到使小灯泡分得电压为0的一端，可以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化，同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端因电压过大而烧坏灯丝．•3．U－I图线在U＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现很大误差．•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．•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I－U图线，有下列器材可供选用：•A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)•B．电压表(0～10 V，内阻20 kΩ)•C．电流表(0～0.3 A，内阻1 Ω)•D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)•E．滑动变阻器(30 Ω，2 A)•F．学生电源(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U1＝6 V，额定电流为I1＝0.1 A，在额定电压下的电阻为R＝60 Ω.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I－U图线，其电压变化范围应在0～6 V间．因此电压表应选择B，电流表应选择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R1＝60 Ω，R1≪RV，为了减小误差，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Imin＝0.1 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．实验电路图如下图所示．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图线如右图所示，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下图所示中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是 ( )•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＝＝1.2 Ω•又由小电珠的U－I线得R灯•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线的斜率倒数表示电阻值的变化，故C对D错，选A、C.•1．一只小灯泡，标有“3 V 1.5 W”字样．现要描绘小灯泡0～3 V的伏安特性曲线．实验器材有：•A．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器•B．电动势为6 V、内阻约为1.0 Ω的电源•C．量程为0.6 A、内阻约为1.0 Ω的电流表A1•D．量程为3 A、内阻约为0.1 Ω的电流表A2•E．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V1•F．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V2•G．开关、导线若干•(1)电压表应选用________；电流表应选用________．(将选项代号的字母填在横线上)•(2)在该实验中，设计了如图所示的四个电路．为了减小误差，应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上)．•(3)以下是该实验的操作步骤：•A．将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路•B．调节滑动变阻器触头的位置，保证闭合开关前使变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大•C．闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数(U，I)，移动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组数据•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，得出小灯泡的伏安特性曲线•指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改：_____•【答案】(1)E C (2)C•(3)步骤B不妥，应为：闭合开关前应使变阻器与小灯泡并联部分的电阻为零．(或B步骤中，应使滑动变阻器的电阻最小)•步骤D有错，应为：按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来．•2．在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：•A．待测小灯泡“3.0 V 1.5 W”•B．电流表(量程3 A，内阻约为1 Ω)•C．电流表(量程0.6 A，内阻约为5 Ω)•D．电压表(量程3.0 V，内阻约为10 kΩ)•E．电压表(量程15.0 V，内阻约为50 kΩ)•F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA)•G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A)•H．电源(电动势为4.0 V，内阻不计)•I．电键及导线等•(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(只需填器材前面的字母即可) •(2)请在虚线框内画出实验电路图．•(3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图所示．则电压值为________ V，电流值为________ A，小灯泡的实际功率为________ W.•【解析】待测小灯泡“3.0 V 1.5 W”，额定电流0.5 A，额定电压为3 V，因此电流表选C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，小灯泡电阻很小，电流表外接．•【答案】(1)CDG •(2)如图所示•3．(2009年浙江理综)(1)如下图甲所示，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3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•(2)160 25•4．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 V 0.3 A”•电压表V，量程0～5 V，内阻5 kΩ•电流表A1，量程0～100 mA，内阻4 Ω•电流表A2，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•导线、电键等•(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________；电流表应选________．(填元件的物理符号) •(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．•【解析】(1)本题变压器采用分压接法，通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器，但本题中如果选用R2，则电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R1.电流表A1的量程太小，故电流表应当选择A2.•(2)电路如图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，电流表用外接法．•【答案】(1)R1A2(2)电路图如图所示•5．(2010年海淀模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：•(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________；电流表应选________．•(2)在下图所示中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．P为小电珠功率) ( )• 【解析】 (1)为方便电路调节，滑动变阻器应选择R 1；小电珠正常工作时I 额＝0.3 A ＝300 mA ＞100 mA ，故电流表应选A 2. • (2)因为要求小电珠上的电压从0增大，应选用分压电路；而小电珠正常工作时R灯＝ ＝ Ω≈13 Ω≪R V ＝5 k Ω，故电流表应选择外接法，其电路如下图所示•【答案】(1)R1A 2•(2)•(3)B、D •。
2010高考物理描绘小灯泡的伏安特性曲线2
实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线【例1】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“6 V,3 W”,其他供选择的器材有:电流表A1（量程3 A,内阻0.2Ω）电流表A2（量程0.6 A,内阻1Ω）电压表V1（量程6 V,内阻20 kΩ）变阻器R1（0～1 000Ω,0.5 A）变阻器R2（0～20Ω,2 A）学生电源E（6 V）开关S及导线若干（1）实验中要求电压表在0～6 V范围内读数并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选 ,变阻器应选 .（2）在所给的虚线方框中画出此实验的电路图.（3）以下是该实验的操作步骤A.闭合开关,记下电流表、电压表的一组示数（U、I）,移动变阻器的滑动触头,每移动一次记下一组（U、I）值,共测出12组数据B.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路C.调节触头位置,使闭合开关前触头处于使变阻器与小灯泡并联的电阻最大的位置D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用平滑曲线连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线以上各步骤中存在的错误或不妥之处:.将各步骤纠正后,按实验先后顺序排列起来 .（4）小灯泡的I—U图线是一条曲线,其原因是 .答案（1）A2 R2（2）外接法.因为电流表与小灯泡的电阻都较小,电流表的分压影响很大.而电压表的内阻很大,所以应采用外接法,电压表的分流影响很小,可以提高实验的准确性.电路图如下图所示.（3）步骤C中,闭合开关前触头应处于使变阻器与小灯泡并联的电阻为零的位置BCAD （4）随着电压增加,通过小灯泡的电流增大,温度升高,灯泡灯丝的电阻率增加【例2】一般情况下,导体的电阻会随着温度的改变而改变,某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系,得到了如下实验数据:请你完成下列工作:（1）在如下图所示的方格纸上画出电流与电压的关系图线.（2）实验过程中用到了下列器材:直流电源、滑动变阻器（最大值为30Ω）、电压表（量程15 V,内阻约为104Ω）、电流表（量程0.6 A,内阻约为0.01Ω）,开关一只及导线若干,请在下图中按实验要求连接实物电路图.（3）某同学根据实验数据及图线作出了下列推论:如果灯泡两端的电压增大20 V ,那么灯泡中通过的电流一定不会大于0.392 A ,你认为他的推论是否正确?（4）如果把该灯泡接到电动势为 6 V ,内阻为10Ω（内阻恒定）的电源两端,实际消耗的功率是多少?答案 （1）、（2）略 （3）正确 （4）0.738 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R V 约为10 kΩ,电流表的内阻R mA 约为100Ω）.（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.（3）若发光二极管的最佳工作电压为2.0 V ,而电源是由内阻不计、电动势为1.5 V 的两节干电池串联而成的.根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路,才能使二极管工作处于最佳状态?答案 （1）由欧姆定律分析表格中的每一组数据,可以看出发光二极管的电阻是变化的,变化的范围大约在100 Ω～500Ω之间,与V mA R R r =1 000Ω比较,属于小电阻,应采用电流表外接法;又从表格中得到信息,实验时,电压必须从0开始增大,因此滑动变阻器必须采用分压式接法.所以实验电路如下图（a ）所示.（2）将表格提供的数据在方格纸上描点,可画出二极管的I-U图线,如上图（b）中的曲线所示.（3）83.3Ω1.（2008·上海·18）某同学利用图1所示的电路研究灯泡L1（6 V,1.5 W）、L2（6 V,10 W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定）,图2为实物图.图1 图2（1）他分别将L1、L2接入图1中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为6 V时,发现灯泡均能正常发光.在图2中用笔画线代替导线将电路连线补充完整.（2）接着他将L1和L2串联后接入图1中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为 6 V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是 .（3）现有如下器材:电源E（6 V,内阻不计）,灯泡L1（6 V, 1.5 W）、L2（6 V,10 W）、L3（6V,10 W）,单刀双掷开关S,在图3中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮.答案（1）如下图所示（2）L1电阻（24Ω）比L2电阻（3.6Ω）大得多,所以L2两端分得的电压只有约0.8 V与L2的灯泡的额定电压（6 V）差别太大,故L2实际功率太小,故L2不能发光.（3）如下图所示,当S与1接时,L1与L3串联后与L2并联,由于L1电阻远大于L3电阻,故L3分得的电压很小.L3的实际功率太小,L3不亮.满足题设要求.S与2接时,情况与接1时类似.2.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（0～10 V,内阻20 kΩ）;C.电流表（0～0.3 A,内阻1 Ω）;D.电流表（0～0.6 A,内阻0.4 Ω）;E.滑动变阻器（30 Ω,2 A）;F.学生电源（直流9 V）,还有开关、导线.（1）实验中选用电压表应选 ,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.答案（1）B C（2）见右图3.表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据:（1）分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是下图中的（填“甲”或“乙”）.（2）在下图所示的方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而（填“变大”、“变小”或“不变”）.（3）如右图所示,用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路,连接到内阻不计、电动势为3 V的电源上.已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍,则流过灯泡b的电流约为A.答案（1）甲（2）见右图变大（3）0.1254.（2009·绥化模拟）某同学用图所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.（1）除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:电流表:A1（量程100 mA,内阻约2Ω）; A2（量程0.6 A,内阻约0.3Ω）.电压表:V1（量程5 V,内阻约5 kΩ）; V2（量程15 V,内阻约15 kΩ）.滑动变阻器:R1（阻值范围0～10Ω）; R2（阻值范围0～2 kΩ）.电源:E1（电动势为1.5 V,内阻约为0.2Ω）; E2（电动势为4 V,内阻约为0.04Ω）.为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表 ,电压表 ,滑动变阻器 ,电源 .（填器材的符号）（2）根据实验数据,计算并描绘出R—U的图象如下图所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为Ω;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为Ω,灯泡实际消耗的电功率为W.（3）根据R—U图象,可确定小灯泡消耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的（）答案（1）A2 V1 R1 E2（2）1.5 11.5 0.78 （3）A。
伏安特性曲线的解读与应用
点评 ： 求 解 本 题 必 须 读 懂 伏 安 特 性 曲 线
的 物 理 意 义 和 几 何 意 义 。 在 解 决 恒 定 电 流 的 某 些 问题 时 ， 如 果 可 以 巧 妙 地 应 用 伏 安 特 性
田
乙
图 ｌ
曲线进 行 分析 ， 不 仅 可 以 避 免 运 用 数 学 列 式 的复 杂运算 ， 而且 可 以获得 直观 形 象 、 一 目了
更 加 直 观 地 反 映 某 元 件 的 电 压 和 电 流 的 关
系， 我们常常选用伏安 （ Ｉ ） 特 性 曲 线 来 描 绘 。常见 的伏 安 特性 曲线 主要 有 两 种 ： 一 种
是 电阻元件 对 应 的伏 安 特性 曲线 （ 如 图 பைடு நூலகம் 甲
项 Ｂ正 确 。 根 据 两 伏 安 特 性 曲线 交 点 表 示 Ｉ 作点 ， 交点 的纵 、 横坐标 的 乘积 表示 电 源输 ｛ ｝ Ｊ
矩 形 ＰＱＯＭ 所 围 的 面 积
解析 ： 根 据 电 源 的 路 端 电 压 随 输 出 电 流 变 化 的 图 像 斜 率 的 绝 对 值 表 示 电 源 内 阻 可
知 ， 电 源 ｌ与 电 源 ２的 内 阻 之 比 是 ｌ ｌ ：７ ， 选
解析 ： 根据 Ｉ ｕ 图 像 斜 率 的 倒 数 表 示 小
…
、
● １ — Ｊ
，
高考理化
２ Ｏ ｌ ８年 １月
应 根 据 欧 姆 定 律 Ｒ 一
』 ２
计算 ， 选 项 Ｂ正 确 。
与 Ｎ 的横 坐 标 之 比 为 电 流 比 ， 由
一
，
因为 小 灯 泡 的 电 阻 是 变 化 的 ， 所 以 要 想 根 据 斜率 求 电阻 ， 就必须 保 证增 量很 小 才 行 ， 选项
理想电流源伏安特性曲线图
理想电流源伏安特性曲线图
理想电流源伏安特性曲线图是一种描述理想电流源在外部电路
中的电流与电压之间关系的图形。
理想电流源是一种电路元件，它能够提供一个恒定的电流输出，而不受外部电路的影响。
在伏安特性曲线图中，横轴表示电压，纵轴表示电流。
由于理想电流源的输出电流恒定，因此曲线是一条水平直线。
这条直线代表了在任何电压下，理想电流源都会提供相同的电流。
需要注意的是，这个伏安特性曲线图仅适用于理想电流源，而不适用于实际电流源。
实际电流源存在内阻等因素，因此其输出电流不会完全恒定，而是会随着外部电路的变化而发生变化。
因此，实际电流源的伏安特性曲线图会表现出一定的斜率，而非完全的水平直线。
总之，在电路设计和分析中，理想电流源伏安特性曲线图是一个非常重要的参考图形，它可以帮助工程师更好地理解电路中电流和电压之间的关系，从而更好地设计和优化电路。
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高考物理一轮复习讲义欧姆定律伏安特性曲线
课题：欧姆定律 伏安特性曲线知识点总结：一、电流1．电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，即I ＝q t ，其中q 是时间t 内通过某截面的电荷量．电解液中，q 为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．2．电流的方向：规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，则负电荷定向运动的方向与电流方向相反．电解液中正、负离子定向运动方向虽然相反，但正、负离子定向运动形成的电流方向是相同的．3．从微观上看，电流可以表示为I ＝nqS v ．（推导过程，常考于第三章霍尔效应）二、电阻、欧姆定律1．I ＝U R是部分电路欧姆定律的数学表达式，适用于金属导电和电解质溶液导电，它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系．2．公式R ＝U I是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算，公式给出了量度电阻大小的一种方法．而导体的电阻由导体本身的性质决定，与外加的电压和通过的电流大小无关（填“有关”或“无关”）．3．在使用I ＝U R 、R ＝U I两个公式计算时都要注意I 、U 、R 三个量必须是对应同一导体在同种情况下的物理量．4．公式R ＝ρl S是电阻的决定式 （1）ρ表示材料的电阻率，其大小与导体的形状、大小无关，与材料和温度有关．（2） l 表示沿电流方向导体的长度；S 表示垂直于电流方向导体的横截面积．如图1所示，一长方体导体，若通过电流I 1，则长度为a ，横截面积为bc ；若通过电流I 2，则长度为c ，横截面积为ab ． （3） 公式R ＝ρl S适用条件：温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液． 三、伏安特性曲线1．I －U 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U －I 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻．2．线性元件（金属导体、电解质溶液）的伏安特性曲线是一条直线；欧姆定律适用于线性元件． 四．测量小灯泡的伏安特性曲线1．电流表内、外接法的选择：（1）待测电阻较小时，采用电流表外接法测量误差较小（填“较大”或“较小”），采用电流表内接法测量误差较大（填“较大”或“较小”），故此时采用电流表外接法．（2）待测电阻较大时，采用电流表外接法测量误差较大（填“较大”或“较小”），采用电流表内接法测量误差较小（填“较大”或“较小”），故此时采用电流表内接法．2．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的选择：（1）负载电阻的阻值远大于滑动变阻器的总电阻，须用分压式接法．（2）要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式接法．（3）负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流变化不要求从零开始时，可采用限流式接法．（4）两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总能耗较小．用甲图测量时UR x R x ＋R≤U x ≤U ，电压不能从零开始调节，用乙图测量时0≤U x ≤U 典例强化例1、一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为n ，金属内的自由电子电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导体中通过的电流为I ，以下说法中正确的有（ ）A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne例2、一段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉成3L 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为（ ）A.R 3 B ．3R C ．R 9D ．R 例3、现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
揭开高中物理伏安特性曲线的神秘面纱
揭开高中物理伏安特性曲线的神秘面纱物理图像是表示物理现象和规律的一种重要方法，图像可以用于表达抽象的物理问题，具有简单、直观、形象的特点。
有许多科学问题用数学形式往往难以突破，问题的实质可能被掩盖，但往往非常简单的图像可以达到这样的效果。
伏安特性曲线就是最好的例子，笔者结合几年的教学实际谈谈认识。
伏安特性曲线即I-U图像叫导体的伏安特性曲线，这个图像是通常用于研究导体电阻的变化规律，是一种常见的图像方法。
根据伏安特性曲线的不同，把I-U图像是通过原点的直线的电学元件称为线性元件；I-U图像是曲线的电学元件称为非线性元件。
伏安特性曲线中通过坐标原点的直线（即线性元件）电阻的计算，可直接用R=U/I求得，因此直线的斜率K=I/U即是电阻的倒数，电阻恒定不变。
而非线性元件的伏安特性曲线是弯的，各点的斜率时刻发生改变，那么非线性元件的伏安特性曲线上某点的电阻是该点切线斜率还是该点与原点连线的斜率呢？为什么会有两种矛盾的表达的方式，哪一种才是正确、合理的呢？一、典型例题例1：如图1中所示，如果你加在导体的电压为原来的3/5，导体中的电流是减少0.4A，如果所加电压变成原来的2倍，则导体中的电流为多大？1/ 5解法一：一个线性电阻的解决方案：导体的电阻，符合欧姆定律，由欧姆定律：R=U /I ，又知R= ，解得I =1.0A.又因为R= = ，所以I =2I =2.0A.解法二：画出导体的I-U图像，如图所示，设原来导体两端的电压为U 时，此时导体中的电流为I .由图知= = = .所以I =1.0A，I =2I =2.0A.例2：小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段（曲线）所示，由图2可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了？摇？摇？摇？摇Ω.解：A点电阻R = = =30Ω，B点电阻R = = =40Ω，所以R -R =10Ω。
例3：为探求小灯泡L的伏安特性，连好图示电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。
专题75实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(原卷版)-十年(2014-2023)高考物理真题分项汇编
专题76 实验六：描绘小灯泡的伏安特性曲线1．（2023·全国·统考高考真题）某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kΩ，电流表内阻约为1.5 ．实验中有图（a）和（b）两个电路图供选择。
（1）实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图（c）所示，该同学选择的电路图是图________（填“a”或“b”）（2）若选择另一个电路图进行实验，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图______。
2．（2017·全国·高考真题）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻0R（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图_________。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______（选填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率______（选填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源0E（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为______W。
（结果均保留两位小数）3．（2021·全国·高考真题）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻___________（填“增大”“减小”或“不-图线____________。
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的I U(3)根据作出的I U-图线可知，该元件是_________（选填“线性”或“非线性”）元件。
高考物理专题--伏安特性曲线
描绘 小灯泡 的伏安特性曲线
江苏省扬州中学 姜顺忠
2017/12/1
实验原理和方法
描绘小灯泡的伏安特性曲线就是描绘通过小 灯泡的电流随电压变化的图线。 将小灯泡接入电路，用电压表和电流表可以 分别测出小灯泡的电压和电流。 做图线需要多组电流和电压值，所以用滑动 变阻器改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡 的电流。 测出多组电压和电流值，在坐标纸上用描点 法即可做出小灯泡的伏安特性曲线。
电流0.3A时灯泡的电阻？ U/V
4.0
3.0
2.0
1.0
0
0.1
0.2
0.3
0.4 I/A
例.（2004年上海，18）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，用如图实验电路得到如 下数据（I 和U分别表示小灯泡上的电流和电压）： （1）在坐标纸上画出小灯泡的U－I曲线； （2）如果一电池的电动势是1.5 V，内阻是2.0 Ω， 将本题中的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率 是多少?
I /A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
答案： （1）见右下图 （2）作出U=E－Ir图线，可得小灯泡工作电流 为0.35 A，工作电压为0.80 V，因此小灯泡 实际功率为0.28 W
讨论：
如果电池的电动仍然是1.5 V，内阻是2 Ω， 但用两个小灯泡串联在该电池两端，小灯 泡的实际功率是多少?
两灯泡并联呢？
巩固：发光二极管是目前很多 电器的指示灯用的电子元件,在 电路中的符号是 ,只有电流 从标有“+”号的一端输入，从 标有“－”号的一端流出时,它 才可能发光，这时可将它视为 一个纯电阻.某厂家提供的某种 型号的发光二极管的伏安特性 曲线如图1所示。 ⑴ 若该型号的发光二极管的正常工作电压为2.0V，现用 电动势为12V，内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使 该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间_____ 串联 （填 “串联”或“并联”）一只阻值为______Ω的定值电 500 阻． （ 2）如果有一个电动势是3 V，内阻50 Ω的电池，将本 题中的二极管接在该电池两端，电池的输出功率是多少? 0.04W
伏安特性曲线在解题中的运用
伏安特性曲线在解题中的运用专业：综合理科教育学号：201003113018姓名：卢小凡指导教师：冯春杰摘要图像能形象地表达物理规律，能直观地描述物理过程，能鲜明地表示物理量之间的关系及变化趋势，伏安特性曲线图的特点是形象、直观、鲜明。
伏安特性曲线常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以I-U图像叫做导体的伏安特性曲线图。
这种图像是物理学中常用的图像法之一。
是物理学中用来解决物理问题的一种方法及手段。
由于在物理学中的广泛运用。
本文认为，伏安特性曲线在科学理论和实践的基础上，大大的简化了解题中的困难。
关键词：伏安特性曲线解题过程运用目录摘要 (1)1前言 (4)2影响伏安特性曲线的因素 (5)3伏安特性曲线的适用范围 (6)4分析伏安特性曲线的优缺点 (7)5伏安特性曲线在解题中的运用 (8)5.1伏安特性曲线在二极管中的运用 (8)5.2伏安特性曲线在电路中的运用 (10)5.3伏安特性曲线在PN结中的运用 (10)6结论 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1.前言1.前言伏安特性曲线常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以此画出的I-U 图像叫做伏安特性曲线图。
它是物理学常用的图像法之一。
它有着广泛的应用，特别是用在解题中有着极其重要的意义。
在物理学中它不仅运用在解决二极管、PN结中的问题(如：模电问题)。
而且还用于解决电路中等多方面的问题。
伏安特性曲线是图像方法之一，图像在中学物理中应用十分广泛[1],是分析解决物理问题的一种有效手段,许多时候运用伏安特性曲线解题可大大简化解题过程,使某些难题迎刃而解,以达到事半功倍的目的[2]。
从初中开始一直到大学都学习物理学中相关的知识，起初自己一直对物理这一门学科充满好奇心听别人说学起来很有趣。
但是后来自己再怎么努力还是学不好物理，但是自己从来没有放弃对它的学习。
可能是和物理有缘吧！大学物理学成为我的专业知识。
经过自己的努力，物理逐渐学好啦！因而更激起我学习的欲望。
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伏安特性曲线1、（2012·理综）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“4.0V，0.7A”；电流表A1，量程3A，阻约为0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，阻r2=0.2Ω；电压表V，量程3V，阻r v=9kΩ；标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R，阻值围0~10Ω；学生电源E，电动势6V，阻不计；开关S及导线若干。
①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为_________Ω。
②乙同学又设计了如图3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4所示的虚线框补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
2（2012·理综）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。
（1）完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，；③断开开关，……。
根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
3（2011·理综卷21题（2））某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量。
（填选项前的字母）A.直流电压10VB.直流电流5mAC.欧姆×100D.欧姆× 1②该同学采用图甲所示的电路进行测量。
图中R为滑动变阻器（阻值围0~20Ω,额定电流1.0A），L为待测小电珠，○V为电压表（量程6V，阻20kΩ），○A为电流表（量程0.6A，阻1Ω）,E为电源（电动势8V，阻不计），S为开关。
Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_ 端；（填“左”或“右”）Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是______点至________点的导线没有连接好（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）Ⅲ. 该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________。
（填“不变”、“增大”或“减小”）4、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示：电流I/mA 2.7 5.4 12.4 19.5 27.8 36.4 47.1 56.1 69.6 81.7 93.2电压U/V 0.04 0.08 0.21 0.54 1.30 2.20 3.52 4.77 6.90 9.12 11.46（1）用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示：请指出图线的特征，并解释形成的原因。
5.太阳能是一种清洁、“绿色”能源。
在我国举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。
太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。
某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。
所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。
（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。
由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________ （填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为____________Ω。
6. (2007`物理)要描绘某电学元件（最大电流不超过６mＡ，最大电压不超过７Ｖ）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻Ｒ为１kΩ，用于限流；电流表○A量程为１０mＡ，阻约为５Ω；电压表（未画出）量程为１０Ｖ，阻约为１０kΩ；电源电动势Ｅ为１２Ｖ，阻不计。
（１）实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值０~200Ω，额定电流0.3Ａb、阻值０~20Ω，额定电流0.5A本实验应选的滑动变阻器是（填“a”或“b”）（２）正确接线后，测得数据如下表１２３４５６７８９１０Ｕ（Ｖ）０.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40Ｉ（mＡ）0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50（a）根据以上数据，电压表是并联在Ｍ与之间的（填“Ｏ”或“Ｐ”）（b）根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线。
（3）画出待测元件两端电压ＵＭＯ随ＭＮ间电压ＵＭＮ变化的示意图（无需数值）.7.在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡1，量程恰当的电流表示 A和电压V，直流电源A,滑动变阻器R，电键S等，要求灯泡两端电压从OV开始变化，①实验中滑动变阻器应采用____________接法（填“分压”或“限流”）②某同学已连接如题图1所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直接电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改下A．_________________________ B．_______________________________③电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线，如题图2中Ⅰ和Ⅱ所示。
然后将灯泡L1和L2与电池组（电动势和阻均恒定）连成题图3所示电路。
多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30A和0.60A。
A.在题图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。
B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V，阻为_________Ω。
（取2位有效数字）解析：8.（2009年卷）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。
图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：图1①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，请在虚线框画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。
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：。
9、（2009年卷）（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”“220V 500W”的3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_________ ，标称的额定功率为__________W。
10、(2008·天津理综)用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路．微安表μA（量程200 μA，阻约200 Ω）；电压表V（量程3 V，阻约10 kΩ）；电阻R0（阻值约20 kΩ）；滑动变阻器R（最大阻值50 Ω，额定电流1 A）；电源E（电动势3 V，阻不计）；开关S及导线若干．11、(2007年高考物理)要描绘某电学元件（最大电流不超过６mＡ，最大电压不超过７Ｖ）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻Ｒ为１kΩ，用于限流；电流表量程为１０mＡ，阻约为５Ω；电压表（未画出）量程为１０Ｖ，阻约为１０kΩ；电源电动势Ｅ为１２Ｖ，阻不计。
（１）实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值０到200Ω，额定电流0.3Ａb、阻值０到２０Ω，额定电流０.５A本实验应选的滑动变阻器是（填“a”或“b”）（２）正确接线后，测得数据如下表１２３４５６７８９１０Ｕ（Ｖ）０.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40Ｉ（mＡ）0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50a）根据以上数据，电压表是并联在Ｍ与之间的（填“Ｏ”或“Ｐ”）b）根据以上数据，在图中画出该元件的伏安特性曲线。
（3）画出待测元件两端电压ＵＭＯ随ＭＮ间电压ＵＭＮ变化的示意图为（无需数值）12（2007年高考理综）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按题22图1所示方式连接电路,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若电压表的示数为2 V，电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_________;②若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A,小灯泡亮，则断路的导线为_________;③若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线__. 13（2006全国理综2）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用○×表示）的伏安特性曲线。
要求所测电压的围在0.1V.－4V。
现有器材：直流电源E（电动势4.5V，阻不计），电压表V（量程4.5V，阻约为4×104Ω），电流表A1（量程250mA阻约为2Ω）电流表A2（量程约为500mA，阻约为1Ω）滑动变阻器（最大阻值约为30Ω）电键S。
导线若干。
14.(2005·物理)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。
现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。
已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5Ω。
热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、阻可忽略）、直流电流表（阻约1Ω）、直流电压表（阻约5kΩ）、滑动变阻器（0～20Ω）、开关、导线若干。
⑴在图8（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。
⑵根据电路图，在图8（b）的实物图上连线。
⑶简要写出完成接线后的主要实验步骤________。
1、3、解由于小电珠的电阻一般不大，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至欧姆×1，选项D正确。
对于分压电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于使小电珠上电压为零处，即最左端。
闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器左端与电源没有连接好。
由描绘出的小电珠的伏安特性曲线可知，小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大。