2014届一轮复习：实验8：描绘小电珠的伏安特性曲线汇总

U＝ PR＝ 1×5 V＝2.2 V I＝ P R＝ 1 5A＝0.45 A
则电流表应选 A1，电压表应选 V1.
又 RARV＝ 0.2×3000 Ω＝24.5 Ω＞Rx,则电流表须外接． 因为滑动变阻器的总阻值大于被测电阻 Rx，故首先考虑滑 动变阻器的限流接法， 若用限流接法， 则被 E 测电阻 Rx 上的最小电流为 Imin ＝ ＝ Rx＋R 6 A＝0.11 A＜I 额， 故可用限流电路． 电 5＋50 路如图 25 所示.
(2)因为是测小电阻，故电流表采用外接法，电流、电压测 量没要求，故滑动变阻器采用限流接法．
(5)电压表的示数为 2.40 V，电流表的示数为 0.48 A，由 U R＝ I 得 Rx＝5 Ω.
(6)电流变小，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故应向阻
值变化大的方向移动，此时电压表示数为 U＝IR＝2 V. (7)电流表没示数，说明电流表所在支路断路，电压表示数 变大，电路断在电压表两接线柱之间，即待测电阻两端接线柱 接触不良． 答案：0～3 V 0～0.6 A
(5)某次实验，电流表和电压表的示数如图 S8－9 所示，该 次实验测得的电阻 Rx 为______Ω.
图 S8－9
(6)如果要使电流表的示数变为 0.4 A，滑动变阻器滑片应
向实物图中的________(填“左”或“右”)端移动，此时电压表
示数为__________ V.
(7)若实验中所用器材良好，但某同学在实验中发现电流表
选阻值较小而额定电流较大的．
(2)选择步骤． ①估算电流和电压的最大值，确定实验器材中的电压表和 电流表． ②根据待测电阻的大约值确定滑动变阻器，选择最大值与 待测电阻差不多的滑动变阻器． ③根据待测电阻的阻值大小确定安培表的内外接，根据实 验要求确定滑动变阻器的接法，画出实验电路图． 4．实物连线：从电源的正极出发，将串联部分电路连接好， 注意电表的量程问题，最后连上电压表．连线后需要检查电表 的正负极，检查电流是否从正极流入，从负极流出．连线一律
适用条件
RA≪Rx，Rx 为大电阻； Rx > RA RV
RV≫Rx，Rx 为小电阻; Rx< RARV
2.两种控制电路 (1)两种控制电路比较.
控制方式
限流式
分压式
电路组成
电压调节 范围
RL E≤UL≤E RL＋R0
0≤UL≤E
续表 控制方式 电流调节范围 闭合开关前触 头应处位置 比较 限流式
的指针几乎不动，而电压表的示数却有明显偏转(示数较大)，
则电路中发生故障的原因是_____________________________.
U 解析： 根据电源电动势可知电压表应选量程 3 V， 由 I＝ R 可 知电流表应选量程 0.6 A. U U (1)根据部分电路欧姆定律 I＝ R 得 R＝ I .
E E ≤I ≤ RL＋R0 L RL
分压式
E 0≤IL≤R L
b端
①分压电路调节范围较大
②限流电路能耗较小
a端
(2)两种控制电路的选择． ①下列三种情况必须选用分压式接法． a．要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连
续调节时(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)．
b．当用电器的电阻 RL 远大于滑动变阻器的最大值 R0，且 实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时(因为若 用限流法，RL 两端电压变化不明显)． c．若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍 超过 RL 的额定值时，只能采用分压接法．
2 0.45
2.5 0.49
图 S8－7 (4)如果用一个电动势为 1.5 V、内阻为 3 Ω的电源与该小电 珠组成电路，则该小电珠的实际功率为______________(结果保 留两位有效数字)．
解析：因为电压要求范围宽，滑动变阻器选用分压式接法；
电压表、电流表选择时，在保证安全的前提下，选用小量程电
实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线
一、伏安法测电阻
1．伏安法测电阻的两种电路形式比较
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 内接法 外接法
续表
接法 电阻 测量值 内接法 外接法
RVRx R 测＝ ＜Rx RV＋Rx 测量值小于真实值
R测＝Rx＋RA＞Rx
测量值大于真实值
C．电压表 V2 (量程为 0～15.0 V，内阻约为 6 kΩ)
D．电流表 A1 (量程为 0～0.6 A，内阻约为 1 Ω)
E．电流表 A2 (量程为 0～100 mA，内阻约为 2 Ω)
F．滑动变阻器 R1 (最大阻值 10 Ω) G．滑动变阻器 R2 (最大阻值 2 kΩ)
(1)为了减小实验误差,实验中电压表应选择____，电流表应
选择_____，滑动变阻器应选择_____．(填器材前面的选项字母)
(2)为提高实验精度，请你为该学习小组设计电路图，并画 在虚线框中．
(3)下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据 表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线．
U/V I/A
0 0
0.5 0.17
1 0.30
1.5 0.39
⑤滑动变阻器 R1 (0～100 Ω，额定电流 1 A)
⑥滑动变阻器 R2 (0～1700 Ω，额定电流 0.3 A)
⑦电键一只，导线若干
有两种可供选择的电路如图 S8－1 甲、乙所示．实验中要 求多测几组电流、电压值．
图 S8－1
为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻 甲 所示的电路，应选代号 器要便于调节，在实验中应选图______ A2 的毫安表和代号为______ R1 的滑动变阻器．该实验的系 为______ 电压表分流 引起的，这个因素总是使实验的 统误差主要是由____________ 小 ． 测量值比真实值偏______
二、描绘小电珠(小灯泡)的伏安特性曲线 1．实验目的：通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并 分析曲线的变化规律． 2．实验原理：金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而 使得一段金属导体的电阻随温度变化而发生相应的变化．对一
只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差
几倍到几十倍．它的伏安特性曲线并不是一条直线，即灯丝的 电阻是非线性的．本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究 钨丝灯泡在某一电压变化范围内，其阻值的变化，从而了解它 的导电特性．
连在接线柱上，不交叉．
【跟踪训练】
1．用伏安法测量某一电阻 Rx 的阻值，现有实验器材如下：
A．待测电阻 Rx (阻值约 5 Ω，额定功率为 1 W) B．电流表 A1 (量程 0～0.6 A，内阻为 0.2 Ω) C．电流表 A2 (量程 0～3 A，内阻为 0.05 Ω)
D．电压表 V1 (量程 0～3 V，内阻为 3 kΩ)
②下列情况可选用限流式接法． a．测量时电路的电流或电压没有要求从零开始连续调节， 只是小范围内测量，且 RL 与 R0 接近或 RL 略小于 R0，采用限流 式接法． b．电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满
足分压式接法的要求时，采用限流式接法．
c．没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均 可采用时，可考虑安装简便和节能因素，采用限流式接法．
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
U (1)对一纯电阻用电器,有 I＝ R .因此，当 R 为定值时，I－U
图线应为一条过原点的直线．但由于小灯泡的灯丝在其两端
电压由零增至额定电压的过程中，灯丝温度由室温升高到近 2000 ℃，灯丝电阻率有明显增大，故小灯泡的伏安特性曲线应 为曲线． (2)实验用的小灯泡通常为“3.8 V 0.3 A”一类小电珠，其
U、I 值，记录于表格．
(4)断开电键，整理好器材．
(5)在坐标纸上以 I 为横轴，以 U 为纵轴，并选取适当的单
位． (6)用描点法在坐标纸上标出各组 U、I 值的对应点位置． (7)用平滑曲线将各点依次连接起来．
(8)分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律．记录表格： 次数 n 电压 U 电流 I 5.实验注意事项 对“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，应明确以下几点：
3．器材的选择
(1)选择原则．
①安全原则：不超过各仪表、元件允许的最大电流．
1 ②准确原则：减少误差．各电表示数不少于量程的3；测多
组数据，要求电表示数在大范围内可调；选内阻较大的电压表、 内阻较小的电流表． ③能耗少的原则：变阻器通常选限流接法，选择最大阻值 与待测电阻的阻值比较接近且稍大一些的．变阻器分压接法时，
答案：(1)B、D (2)如图 25 所示．
图 25
2．有一只电阻 Rx，其阻值大约在 40～50 Ω之间，需要进 一步测定其阻值．现有的器材有： ①电池组 E (电动势 9 V，内阻约为 0.5 Ω) ②伏特表 V (量程 0～10 V，内阻约 20 kΩ) ③毫安表 A1 (量程 0～50 mA，内阻约 20 Ω) ④毫安表 A2 (量程 0～300 mA，内阻约 4 Ω)
表；由于 R< RARV，用外接法；计算实际功率时应画电源的
I－U 图线与小电珠的伏安特性曲线相交． 答案：(1)B D F
(2)如图 26 所示．
图 26 (3)如图 27 所示．
(4)0.19 W(0.18～0.20 W 均可)
图 27
题型 1 伏安法测电阻的综合运用
【例 1】伏安法测电阻时，使用的电源电压是 3实验中应测量的物理量是____________和__________， 分别用__________和________测量．
(4)连接电路时，开关应______，闭合开关前滑动变阻器
滑片应置于______(填“左”或“右”)端，滑动变阻器的作用是 __________________________．