测绘小灯泡的伏安特性曲线Microsoft Word 文档
测绘小灯泡的伏安特性曲线
在不同阻值下，使用电流表和电压表测量小灯泡两端的电压和电流。
记录测量数据，可绘制成表格形式以便后续分析。
分析数据，绘制伏安特性曲线
根据测量数据，计算小灯泡的电阻值和伏安特性曲线。
将数据点绘制在坐标纸上，连接成平滑曲线。
分析伏安特性曲线的形状和变化趋势，了解小灯泡的工作特性。
在实验过程中，需要认真观察、记录和分析数据，这有助于培养科学思维和实验能力。
提高实验操作能力
实验原理
02
伏安特性曲线
线性元件
非线性元件
伏安特性曲线的概念
灯泡电阻
随灯泡两端电压的增加而增加。
灯泡伏安特性曲线
描述小灯泡两端电压与通过其电流的关系。
灯泡发光效率
随电压增加而提高，但电压过高会损坏灯泡。
2023
《测绘小灯泡的伏安特性曲线》
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目录
实验目的实验原理实验器材实验步骤实验结果与分析实验结论与展望
实验目的
01
灯泡的伏安特性曲线是用来描述灯泡的电流和电压之间的关系曲线。通过本实验，可以深入理解灯泡的伏安特性及其与电路参数之间的关系。
灯泡的伏安特性曲线可以反映灯泡在不同电压下的亮度、功率和电阻等性质，对于优化灯泡的使用和设计具有重要意义。
实验结果与分析
05
总结词：完整准确
详细描述：在实验过程中，我们记录了小灯泡两端的电压和流过的电流数据，数据记录表完整且准确，为后续的实验结果分析提供了基础。
数据记录表
总结词
严谨、详尽
详细描述
通过对实验数据进行处理和分析，我们得出了小灯泡的伏安特性曲线，并进一步研究了小灯泡的电阻、电功率等参数。数据分析方法严谨，结论详尽，具有一定的科学性和可靠性。
实验：测绘小灯泡伏安特性曲线(基础、简洁篇)
绝密★启用前实验1：测绘小灯泡的伏安特性曲线规律总结：1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较上电压的RE2. 两种接法的适用条件(1)限流式接法：测量范围小，或者待测用电器阻值跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小．(2)分压式接法：测量范围大，或者待测用电器的电阻比滑动变阻器的总电阻要大．3.电流表的外接法和内接法的比较由于电压表、电流表并非理想电表，所以实验中要考虑电表的内阻。
大内偏大：测量大电阻用内接法，测量值比真实值偏大小外偏小：测量小电阻用外接法，测量值比真实值偏小本实验由于电压表的阻值比灯泡的阻值大得多，经过电压表的电流比灯泡的电流小得多，因此电流表的读数几乎接近经过灯泡的电流，所以本实验要用电流表的外接法。
一、单选题(共2小题,每小题5.0分,共10分)1.要描绘一个小灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下a．小灯泡，型号为“3 V，0.6 A”b．电流表（0~0.6 A，内阻约1 Ω）c．电压表（0~3 V，内阻约3 kΩ）d．直流电源（4 V，内阻不计）e．滑动变阻器（0~15 Ω）f．电键要求灯泡两端的电压从0开始连续调节，下列四个电路图应选哪一个？（）A．B．C．D．2.(多选)如图所示，甲、乙两图分别为测量灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是()A．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法B．甲中R测>R真，乙中R测<R真C．甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使R≪R V，故此法测较小电阻好D．乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫R A，故此法测较大电阻好二、多选题(共2小题,每小题5.0分,共10分)3.（多选）实验中可以利用滑动变阻器来改变用电器R L两端的电压，可以有图中（a）、（b）两种电路.用R0表示滑动变阻器的全部阻值，选择哪个电路更合适，以下叙述中正确的是（）A．若R0约为4R L，则采用电路（a）比较合适B．若R0约为4R L，则采用电路（b）比较合适C．若R0远小于R L，则采用电路（a）比较合适D．若R0远小于R L，则采用电路（b）比较合适4.(多选)如图所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，电流表的内阻为0.2 Ω，那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是()A．Rx的测量值比真实值大B．Rx的测量值比真实值小C．Rx的真实值为99.8 ΩD．Rx的真实值为100.2 Ω分卷II三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)5.一只小灯泡，标有“3 V,0.6 W”字样．现用图示的器材测量该小灯泡的伏安特性曲线，(滑动变阻器最大阻值为10 Ω；电源电动势为6 V，内阻为1 Ω；电流表内阻为1 Ω，电压表的内阻为10 kΩ)．(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用__________(选填“内接”或“外接”)法．滑动变阻器的连接方式应采用________(选填“分压式”或“限流式”)；(2)用笔画线当导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好)．6.有一个额定电压为3.8 V，额定功率约为1 W的小灯泡，现要用伏安法描绘这只灯泡的伏安特性图线，有下列器材可供选用：A．电压表V1(0～6 V，内阻约为5 kΩ)B．电压表V2(0～15 V，内阻约为30 kΩ)C．电流表A1(0～3 A，内阻约为0.1 Ω)D．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)E．滑动变阻器R1(10 Ω，5 A)F．滑动变阻器R2(200 Ω，0.5 A)G．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)H．开关、导线（1）实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）(2) 实验中，电压表选，电流表选，滑动变阻器选．(请填写选项前对应的字母)(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Ω(结果保留两位有效数字)；随着电压增大，温度升高，小灯泡的电阻．（填“增大”，“减小”或“不变”）(4)若将此灯泡与电动势12 V、内阻为1 Ω的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为Ω的电阻．(结果保留两位有效数字)答案解析1.【答案】A【解析】描绘小灯泡的伏安特性曲线，用电压表测出灯泡电压，用电流表测通过灯泡的电流，滑动变阻器采用分压接法，因灯泡内阻为：，故灯泡内阻接近电流表内阻，故电流表采用外接法，故A正确，B、C、D错误.2.【答案】ACD【解析】甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法A正确；甲图实际测量值为灯泡和电压表并联之后的阻值，所以R测<R真，而乙图实际测量值为灯泡和电流表串联之后的值，所以R测>R真所以B错误；甲电路是由于电压表分流导致的实验误差，所以当R≪R V时，电压表分流较小，故此电路适合测量小电阻．反之则是乙图．所以C、D正确.3.【答案】AD【解析】若约为，根据串联电路分压规律可知，采用限流式接法，滑动变阻器调压范围大，故采用电路（a）比较合适，A正确，B错误；若远小于时，滑动变阻器采用分压式接法调压范围大，则采用电路（b）比较合适，故C错误，D正确．4.【答案】AC【解析】因为电流表和Rx直接串联，所以电流表读数I′等于流过Rx的真实电流I，电压表并联在电流表和串联电路的两端，故电压表读数U′大于Rx两端的真实电压U，所以Rx的测量值Rx′＝大于真实值Rx＝Rx，故A对．Rx的真实值为：Rx＝＝＝Ω＝99.8 Ω，故C对．5.【答案】(1) 外接分压式(2)如图：【解析】(1)对灯泡由R＝＝15 Ω，满足电压表内阻远大于小灯泡电阻，所以电流表应采用外接法；测量该小灯泡的伏安特性曲线，电压要从零开始，所以滑动变阻器的连接方式应采用分压式．(2)连接时导线不能交叉，并注意电流表应采用外接法，滑动变阻器的连接方式应采用分压式，如图所示：6.【答案】（1）B （2）ADE（3）16 Ω 增大（4）34【解析】（1）为描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，故应选E；灯泡额定电压为3.8 V，电压表应选择A，灯泡额定电流为：，电流表选择D，灯泡正常发光时的电阻：，电流表内阻为：，电压表内阻为，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路应选择图B所示电路；（2）由（1）分析可知，电压表选择A，电流表选择D，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器选择E；（3）由图示图象可知，随增大，增大，实际功率增大，灯泡温度升高，电压与电流表的比值增大，灯泡电阻增大；由图示图象可知，电压：时，电流，此时灯泡电阻：；（4）灯泡正常发光时，串联电阻两端电压，串联电阻阻值.。
实验：测定小灯泡的伏安特性曲线正式文档精选全文完整版
安培表采用“外接法”. 可使测出的小灯泡的电压、电 流更准确。
滑动变阻器采用“分压接 法”.可使小灯泡两端的电压 从零开始连续变化。
实验器材
小灯泡、电流表、电 压表、滑动变阻器、电源、 电键、导线
实验步骤
(1) 按 照 如 图 所 示 的 电 路图连接成实验电路（安 培表外接，变阻器用分压 式，开关处于断开状态， 变阻器触头位于电压表读 数为零处）。
一、电阻的测量
伏安法
用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表 测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律 可以算出电阻的阻值R，
RU I
一、电阻的测量 伏安法测电阻的两种电路
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫
“外接法”
V
A R
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫
“内接法”
V
A R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种 方法测量电阻都有误差．
电流表内接法
电压表示数
UV U R U A U R
V
电流表示数
IA IR
R测
UV IA
>
R真
UR IR
A R
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电
路适合测量大电阻，即
R R A
电阻的测量
伏安法测电阻
外接法
பைடு நூலகம்
误差来源 伏特表的分流
测量结果 R真＞R测
图
测得Rx的误差较100小0Ω,测量值Rx=
.
V
Rx
A
(a)
V
Rx
A
(b)
例5：为了测绘小灯泡的伏安特性曲线，下列实物连
测绘小灯泡地伏安特性曲线及U—I图象地物理意义
一、测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 ，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“3.8 V,0.3 A ”、电压表“0～3 V ～15 V ”、电流表“0～0.6 A ～3 A ”、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(如图甲)．(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实验原理图乙所示电路． (3)测量与记录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，就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实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过0.6 A. 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，分压式接法要选用小阻值滑动变阻器．5．规律方法总结1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节围RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E负载R上电流的调节围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER2.(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．3．注意事项(1)电流表外接法：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接法：本实验要作出U－I图象，要求测出多组包括零在的电流、电压值，故控制电路必须采用分压式接法．(3)保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处，加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压．4．误差分析(1)由于电压表不是理想电表，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.例1 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“4.0 V 0.7 A”；电流表A1，量程3 A，阻约为0.1 Ω；电流表A2，量程0.6 A，阻r2＝0.2 Ω；电压表V，量程3 V，阻r V＝9 kΩ；标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R，阻值围0～10 Ω；学生电源E，电动势6 V，阻不计；开关S及导线若干．①甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为________Ω.甲 乙图1②乙同学又设计了如图2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.图2 图3③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3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． 答案 ①5 ②4 ③见解析图解析 ①电压表的示数U ＝2.30 V ，所以灯泡L 的电阻R L ＝U I ＝2.300.46Ω＝5 Ω.②由题图知电压表V 与R 2串联，根据串联分压，当电压表V 的示数为3 V 时，R 2两端的电压U 2＝U V r V R 2＝39 000×3 000 V ＝1 V ，所以灯泡两端的电压U ′＝U V ＋U 2＝(3＋1) V ＝4 V.③要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程应变为4.0 V ，电流表的量程应变为0.7 A ，因此将电压表V 与标准电阻R 2串联改装成量程为4.0 V 的电压表，将电流表A 2与标准电阻R 1并联改装成量程为0.6 A ＋0.6×0.21 A ＝0.72 A 的电流表．故虚线框实验电路如图所示．例2 物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W ，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝PR＝2×0.75 V＝1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，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灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．A．电压表V(量程3 V，阻约3 kΩ)B．电流表A1(量程150 mA，阻约2 Ω)C．电流表A2(量程500 mA，阻约0.6 Ω)D．滑动变阻器R1(0～20 Ω)E．滑动变阻器R2(0～100 Ω)F．电源E(电动势4.0 V，阻不计)G．开关S和导线若干H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.次数1234567U/V0.200.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70I/mA80155195227255279310图4(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于 1.23 V，其原因是________________________________________________________________________．解析(1)根据P＝I2R，估算灯泡的电流大约是600 mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的U－I图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；(2)如图所示(3)由P＝UI＝0.75 W，再结合图象可知U额＝2.5 V；大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．答案(1)电路原理图如图所示A2R1(2)见解析图(3)2.5(2.4～2.6) 灯泡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)二、U—I图象的物理意义及其应用用图象表示物理规律具有直观、形象、简便、具体等显著优点，运用图象分析讨论某些物理问题不仅可以避免公式法繁锁的数字计算，而且可以对物理概念和物理规律理解更加深刻。
描绘小灯泡的伏安特性曲线
描绘小灯泡的伏安特性曲线2．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．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；滑动变阻器采用式：使电压能从零开始连续变化．3．实验器材：小电珠（3.8 V 0.3 A）或（2.5 V 0.6 A）一个、电压表（0 ～3 V ～15 V）与电流表（0 ～0.6 A ～ 3 A）各一个、滑动变阻器（最大阻值20 Ω）一个、学生低压直流电源（或电池组）、开关一个、导线若干、、铅笔．4．实验步骤：⑴确定电流表、电压表的量程，采用电流表接法，滑动变阻器采用式接法，按图中的原理图连接好实验电路．⑵把滑动变阻器的滑片调节到图中最端，接线经检查无误后，闭合开关S．⑶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，5．数据处理：⑴在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系．⑵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）．⑶将描出的点用的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．6．误差分析：由于电压表、电流表不是理想电表，电表表的带来误差，要严格按照读数规则读数；在坐标纸上描点、作图带来误差．7．注意事项：⑴电路的连接方式：①电流表应采用接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的影响很大．②滑动变阻器应采用式连接：目的是使小电珠两端的电压能从开始变化．⑵闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为的一端，使开关闭合时小电珠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电珠两端电压过大而烧坏灯丝．⑶I –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，以防出现较大误差．⑷电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V 0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V 0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程．⑸当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开头．图线应是平滑曲线而非折线．1．一只小灯泡，标有“3 V，1.5 W”的字样．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A2E．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⑴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）⑵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）．⑶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．调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大；C．闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数（U1，I1），移动滑动变阻器的滑片，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：______________________________________________________________________________________________________ ______________2．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 kΩB．电压表：0～15 V，内阻20 kΩC．电流表：0～3 A，内阻0.4 ΩD．电流表：0～0.6 A，内阻1 ΩE．滑动变阻器：最大阻值为10 Ω，允许最大电流为2 A F．滑动变阻器：最大阻值为500 Ω，允许最大电流为1 A G．学生电源（直流6 V)、开关、导线若干⑴实验时，选用图甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验，其理由是：____________________；⑵实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．（用序号字母表示）〖考点1〗实物连线及数据处理【例1】一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图1甲所示的电路图．⑴请将图乙中的实物连线按电路图补充完整．⑵考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．⑶闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑片，总不能将电压表的示数调为零．原因可能是图中的________（选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”）处接触不良．⑷实验测得表格中的7组数据．请在坐标纸上作出该元件的I–U 图线．⑸为了求元件Q在I –U 图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由R = U/I求得．乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由R = 1/k求得．其中________（选填“甲”或“乙”）同学的方法正确．【变式跟踪1】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U = PR = 2×0.75 V = 1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，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灯泡的U - I图线，进而分析灯泡的额定电压．A．电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）B．电流表A1（量程150 mA，内阻约2 Ω）C．电流表A2（量程500 mA，内阻约0.6 Ω）D．滑动变阻器R1（0～20 Ω）E．滑动变阻器R2（0～100 Ω）F．电源E（电动势4.0 V，内阻不计）G．开关S和导线若干H．待测灯泡L（额定功率0.75 W，额定电压未知）⑴在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器选择________（填“R1”或“R2”）．⑵在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在表格中：请你根据实验数据在坐标图中作出灯泡的U –I 图线．⑶由图象得出该灯泡的额定电压应为______V；这一结果大于1.23 V，其原因是_______________．2〗实验原理及其操作2】图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V．⑴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．⑵在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．A．直流电源：电动势约为5 V，内阻可不计B．直流电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 ΩC．直流电流表：量程0～600 mA，内阻约为5 ΩD．直流电压表：量程0～15 V，内阻约为15 kΩE．直流电压表：量程0～5 V，内阻约为10 kΩF．滑动变阻器：10 Ω，2 A G．滑动变阻器：1 kΩ0.5 A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．⑴实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用_______ ⑵请按要求将图中所示的器材连成实验电路．⑶某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中，其中电源电动势E = 6 V，内阻r = 1 Ω，定值电阻R = 9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W．（结果保留两位有效数字）〖考点3〗电路设计及电表的灵活选取【例3】已知一个标有“2.4 V，0.06 A”字样的电学元件的R –U特性如图所示．某同学想利用下列可供选择的实验器材，设计一个电路验证该元件的电阻R随电压U变化的图象．可供选择的器材有：电流表A1：量程100 mA，内阻约2 Ω电流表A2：量程0.3 A，内阻约0.3 Ω电压表V1：量程1 V，内阻500 Ω电压表V2：量程15 V，内阻1 kΩ定值电阻R1：电阻为1 kΩ定值电阻R2：电阻为10 kΩ滑动变阻器R0：0～10 Ω，2 A 电池E：电动势为3 V，内阻很小导线若干和开关S一个⑴利用实验电路测量时，该同学为了提高准确度，测量了多组数据．他在实验中应选用电流表________，电压表________，定值电阻________（填所选器材的符号）；⑵在方框内画出该同学的实验电路图；⑶在实验过程中，元件正常工作时电压表的示数应为________ V．【变式跟踪3】在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S = 0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I =离x的变化图线；⑵求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V,0.7 A”电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω电流表A2，量程0.6 A，内阻r2 = 0.2 Ω电压表V，量程3 V，内阻rV=9 kΩ标准电阻R1，阻值1 Ω标准电阻R2，阻值3 kΩ〖考点【例【变式跟踪滑动变阻器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⑴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0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________Ω；⑵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；⑶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所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．【预测1】在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开头和导线．要求能测出尽可能多组数据．如下图是没有连接完整的实物电路．（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）⑴请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；⑵连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是________；⑶排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________端滑动（填“左”“右”）；⑷通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U–I图象．根据U –I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率约为________W；⑸图线是曲线而不是过原点的直线，原因是______________________________________________．2．【2011·重庆】在测量小灯泡伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示．电源内阻不计，导线连接良好．若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a．灯L不亮；电流表示数几乎为零b．灯L亮度增加；电流表示数增大c．灯L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d．灯L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为_________A．③①②④B．③④②①C．③①④②D．②①④③【预测2】额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中，则下列说法正确的是A．L2的额定功率为99 W B．L2的实际功率为17 W C．L3的实际功率比L3的实际功率小17 W的实际功率比L的实际功率小82 W 1．某同学要描绘一小灯泡（3V，1.5W）的伏安特性曲性，他设计了如图甲所示的电路，其中电源电动势为4V，电压表有两个量程．⑴请帮助该同学将连线补充完整；⑵实验中某次电压表示为2.5V，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的实际功率为___________W．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：⑴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10V B．直流电流5mA C．欧姆×100 D．欧姆× 1⑵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（阻值范围0~20?,额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20k?），A为电流表（量程0.6A，内阻1?），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．①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”）②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）③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”）3．有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.,有下列器材供选用：A．电压表：0 - 5V 内阻约为10kΩB．电压表：0 - 10V 内阻约为20kΩC．电流表：0 - 0.3 A 内阻约为1ΩD．电流表：0 - 0.6A 内阻约为0.4ΩE．滑动变阻器：10Ω2A F．学生电源（直流6V）开关、导线若干⑴实验中所用电压表应选用__ _，电流表应选用_ __（用对应的选项字母表示）；⑵实验时要求尽量减小实验误差,测量电压时应从零开始多取几组数据，请将图甲中实物连接成满足实验要求的测量电路．⑶某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图乙所示），若用电动势为3 V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是W．4．如图所示为实验得到的小灯泡灯丝电阻的U - I关系曲线图．⑴在框中画出实验电路图（根据该电路图可得到U –I关系的完整曲线），可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑线变阻器（变化范围0～50Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干；⑵如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.5 Ω，定值电阻R = 18 Ω，则接入________（选填“甲”或“乙”）电路时，小灯泡较亮些；在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为______W；若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为_____W．参考答案：2．分压3．坐标纸4．外分压左5．平滑6．内阻读数操作零1．答案：⑴E C ⑵C ⑶步骤B不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零；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．解析：⑴因为小灯泡的额定电压为3 V，故电压表选E；小灯泡的额定电流I = P/U = 1.5/3A = 0.5 A，故电流表选C．⑵小灯泡在额定电压下的电阻R = U/I = 6 Ω，由于RV/R > R/RA，故电流表外接．描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分压式接法，选C．2．答案：⑴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⑵ A D E8 Ω，调节不方便，故应选滑动变阻器E；又因R2，所以电流表应外接．例1答案：⑴如图所示⑵小于⑶f⑷如图所示⑸甲解析：⑴由电路图可知，电流表为外接法，滑动变阻器为分压式接法．⑵由电流表外接的特点可知，该元件的测量值小于其真实值．⑶当图中的f处接触不良时，控制电路由分压式变为限流式，故无法将电压表的示数调为零．⑷根据表中的数据，先描点，再利用平滑的曲线连接起来．⑸I –U图线上切线（即斜率）可反映电阻的大小，但不能用来计算电阻的大小，而R = U/I则可以用来计算电阻的大小．变式1 答案：⑴电路原理图如图所示A2 R1⑵见解析图⑶2.5（2.4～2.6）灯泡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）解析：⑴根据P = I2R，估算灯泡的电流大约是600 mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的U –I图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；⑵如图所示；⑶由P = UI = 0.75 W，再结合图象可知U额= 2.5 V；大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．例2 答案：⑴①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压⑵如解析图所示．解析：⑴滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱．闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压．⑵与实物电路相应的电路图如图所示．变式2答案：⑴C E F ⑵见解析图⑶0.84（0.81～0.87皆可）解析：⑴由灯泡标识（5 V，2.5 W）知，I = P/U = 0.5 A，因此电流表选C，电压表选E，由于电路接成分压式，滑动变阻器选F．⑵如图所示．⑶把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为Imax = E/(R + r) = 0.6 A，在题图中的U –I图中，作出此电源的U - I图线如图中虚线所示．两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知U = 2.2 V，I = 0.38 A，所以P = UI = 2.2×0.38 W = 0.84 W．例3答案：⑴A1 V1 R1 ⑵如解析图所示⑶0.8解析：分析R - U特性可知，该元件的最大电流为I = U/R = 2.4/40 A = 0.06 A = 60 mA，故应选电流表A1；电压最大值为2.4 V，V1量程太小，而V2量程太大，将V1与定值电阻R1串联，当V1（内阻500 Ω）为1 V时，R1两端电压为2 V，二者串联可等效为一个量程为3 V的电压表，满足量程需求．电压要求从0开始调节，故滑动变阻器连接采用分压法．Rmax2 < RARV，因此电流表采用外接法．元件正常工作时，两端电压为2.4 V，URV1 = URV1/(RV1 + R1) = U/3 = 0.8 V．变式3 答案：⑴见解析⑵ρ－Ω·m（0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m）、ρ－－－a = 1.04×106b = 9.6×108Ω·m（8.5×108～1.10×107Ω·m）、ρ－c = 1.04×106Ω·m（0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m）金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率．解析：⑴建立U－x坐标系，进行描点、连线，得到图线如图所示．⑵根据欧姆定律R = U/I，又根据电阻定律R = ρl/S，所以ρ= US/Il由⑴中图线可知：从600 mm到1000 mm为金属丝a，Ua = (6.5- 3.9) V = 2.6 V，ρ－/(1.25×1000 –600×10－a = 2.6×0.20×1063) Ω·m =1.04×10－6Ω·m；从1000 mm到2000 mm为金属丝b，Ub = (7.1 –6.5)V = 0.6 V，ρ－b = 0.6×0.20×106/(1.25×2000 –1000×10－3) Ω·m =9.6×10－8Ω·m；从2000 mm到2400 mm为金属丝c，Uc = (9.7 - 7.1)V = 2.6 V，ρ－6/(1.25×2400 –2000×10－3)Ω·m＝1.04×10－c = 2.6×0.20×106 Ω·m．通过计算可知，b的电阻率．1．答案：⑴5 ⑵4 ⑶如图所示解析：⑴由题图知电压表读数为2.30 V，通过L的电流为0.46 A，由欧姆定律计算得小灯泡L的电阻为5Ω．⑵标准电阻R2 = 3 kΩ，是电压表内阻的三分之一，电压表两端电压为3 V即满偏，故标准电阻R2两端电压为1 V，即小灯泡L两端电压为4 V．⑶考虑到电流表A1量程太大，远远大于小灯泡的额定电流值，故选择更小量程的电流表A2较好，由于A2表量程小于灯泡的额定电流，故需要将电流表A2进行扩容，故将标准电阻R1与电流表A2并联进行分流扩容．由于电流表和电压表内阻均已知，故扩容后的电流表采用内接法还是外接法均可．预测1答案：⑴连线如图所示⑵c段导线断路或灯泡损坏⑶右⑷0.5⑸小灯泡的电阻会随温度的升高而增大解析：⑴为方便电路调节，滑动变阻器应分压式接法；⑵小灯泡始终不亮，电流表几乎不偏转的故障现象表明小灯泡上没有电流流过，但电压表有示数，一定是c段导线断路或灯泡损坏；⑶滑片P向右移动时，小灯泡上获得的电压升高，电压有可能从2.0 V升高到额定电压2.5 V；⑷从U－I图象上观察，额定电压是2.5 V时，电流约为0.2 A，额定功率约为0.5 W；⑸小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，图线是曲线而不是直线．2．A；图①中现象是总电阻减小，电流表示数增大，和灯泡并联的电阻增大，使得灯泡分得的电压增大，所以灯泡变亮应为b；图②中电流表、电压表和灯泡并联，开始时灯泡不亮，当滑头滑到一定位置时灯泡开始发光，电流表因电流增加得过大而烧坏，应为c；图③中由于电压表内阻太大，电灯不亮，电流表示数几乎为零，应为a；图④中电灯L不亮，在滑片滑动过程中，电流表因电流增加得过大而烧坏，应为d．预测2 ABD；由L2的伏安特性曲线得，在额定电压220 V时的电流为0.45 A，则L2的额定功率为P额= U所以选项A正确；图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总额I额= 99 W，电压为220 V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1＝I2，U1＋U2＝220 V，由L1和L2的U –I图线可知，I1＝I2＝0.25 A，U1＝152 V，U2＝68 V，故灯L2的实际功率P2＝I2U2＝17 W，故选项B正确；由于L3两端的电压为220 V，故P3 = P额= 99 W，则P3 –P2 = 82 W，故选项C 错，D对，正确选项为A、B、D．1．答案：⑴连线如图所示⑵1.1解析：⑵电流表示数为0.44A，此时小灯泡的实际功率为P = UI = 2.5×0.44W= 1.1W．2．答案：⑴ D ⑵①左②1 5 ③增大解析：由于小电珠的电阻一般不太大，使用多用表直接测量小电珠的电阻则应选择×1档，选择D选项．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曲线可知，小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大．3．答案：⑴A D ⑵如图所示⑶0.80解析：⑴由小灯泡规格可知，其正常工作时的电流为0.5A，选择量程0 –5V的电压表A，选择量程为0 –0.6A的电流表D；⑵设计成电流表外接的分压式电路；⑶在小灯泡伏安曲线图中作了电源的伏安曲线，两曲线的交点的纵横坐标和乘积即等于小灯泡的实际功率．4．答案：⑴如图所示⑵甲0.15 0.28解析：由于要画出U－I关系的完整曲线，必须用分压接法画出实验电路图．分别在小灯泡灯丝电阻为U－I关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻为U－I关系曲线交点即为工作点，显然接入甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些．在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为P＝UI＝1×0.15W＝0.15W．若将电路乙中的电阻R 替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效为1.5节干电池连接一个灯泡，在小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线图上画出电源(电动势2.25V，内阻2.25Ω)的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I＝0.25A，此时电源内部的发热功率为P＝I2r＝0.252×4.5W＝0.28 W．。
最新测量小灯泡的伏安特性曲线
1．要测绘额定电压为2V的日常用小灯泡的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A.电源E（电动势4.0V，内阻可不计）B.电压表V1（量程为0～3.0V，内阻约2kΩ）C.电压表V2（0～15.0V，内阻约6kΩD.电流表A1（0～0.6A，内阻约1Ω）E.电流表A2（0～100mA，内阻约2Ω）F.滑动变阻器R1（最大值10Ω）G.滑动变阻器R2（最大值2kΩ）(1)为减少实验误差，实验中电压表应选择____，电流表应选择_____，滑动变阻器应选择____（填各器材的序号）(2)为提高实验精度，请你在如图a中设计实验电路图(3)根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路___．(4)实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U﹣I图象如图c所示，则该小灯泡电阻的变化特点______．2．一小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法研究这个小灯泡的伏安特性曲线，实验室有如下器材可供选用：A.电压表V1(0～3V，内阻r V1约为6kΩ)B.电压表V2(0～15V，内阻r V2约为30kΩ)C.电流表A1(量程为200mA，内阻r A1＝10Ω)D.电流表A2(量程为800mA，内阻r A2约为3Ω)E.定值电阻R0(15Ω)F.滑动变阻器R1(0～100Ω，0.5A)C.滑动变阻器R2(0～l0Ω，1A)H.电源E(5V，内阻约为1Ω)I.单刀开关一个、导线若干(1)为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电表_______和___________，滑动变阻器应选用__________。
(填对应器材前的字母序号)(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多测几组数据，请在如图1所示的实线框里画出实验电路图。
(图中需标明所选器材的字母代号)(3)根据电路图连接好电路，反复调节滑动变阻器的滑片，读出并记录好电表的示数，计算小灯泡两端电压U和通过小灯泡的电流I，并且填写到预先设计的表格中。
实验一：测绘小灯泡的伏安特性曲线
4．(2011·广东汕头质检)如图甲是某电器元件的伏安特性 曲线，有实验小组想用伏安法验证该伏安特性曲线，已有符合 实验要求的电压表 V(内阻约为10 kΩ)；滑动变阻器R；直流 电源E(电动势6 V，内阻不计)；开关S和导线若干，另有电流 表A1(量程0～50 mA，内阻约为50 Ω)、电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为10 Ω)可供选择．
(4)小灯泡正常工作时的电压U＝3.0 V，额定电流约为I＝ 0.46 A，则有1.5＝k(273＋27)，0.346＝k(273＋t)，解得t≈1 031 ℃
答案 (1)如解析图所示 (2)随着小灯泡两端电压的升 高，电流增大，灯丝温度升高，电阻率增大，电阻变大
(3)0.68 W (4)1 031
2．某同学为了描绘一个标有“12 V,6 W”的小灯泡的伏安 特性曲线，他到实验室寻找到了一些仪器，但没找到电压表， 找到的器材规格如下：
A．电流表A1(0～0.5 A，内阻为0.5 Ω) B．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.3 Ω) C．电阻箱R1(0～9 999.9 Ω，最小调节量0.1 Ω) D．电阻箱R2(0～99.9 Ω，最小调节量0.1 Ω) E．滑动变阻器R3(0～50 Ω，额定电流为1.5 A) F．滑动变阻器R4(0～5 Ω，额定电流为3 A)
(1)在虚线框内画出实验电路图．(除电源、开关、滑动变 阻器外；实验用电压表V：内阻RV约为10 kΩ，电流表mA：内 阻RA约为100 Ω)
(2)在下图中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特 性曲线．
(3)根据(2)中画出的二极管的伏安特性曲线，简要说明发 光二极管的电阻与其两端电压的关系：
四、实验步骤 1．连接电路 将小灯泡、电流表、电压表、滑动变 阻器、电源、开关用导线连接成如图所示 电路． 2．测出小灯泡在不同电压下的电流 (1)闭合开关 S 前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开 关闭合时小灯泡电压能从 0 开始变化；同时，这样做也防止开 关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．
2019版高考物理配套文档：第七章 实验9 测绘小灯泡的伏安特性曲线 Word版含解析
[考试标准]知识内容必考要求加试要求实验9：测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“3.8 V0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、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(如实验原理图甲)．(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实验原理图乙所示的电路． (3)测量与记录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，就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0.6 A. 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阻值相近的滑动变阻器，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(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与量程为0.6 A 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零开始连续变化． (2)闭合开关S 前，滑动变阻器的触头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能从零开始变化，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U 0＝1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在U ＝1.0 V 左右绘点要密，以防出现较大误差．1．电流表内接法与外接法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V电阻测量值R测＝U测I测＝R x＋R A>R x测量值大于真实值R测＝U测I测＝R x R VR x＋R V<R x测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x2.电流表内接法与外接法的选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法R x<R V R A时，用电流表外接法；R x>R V R A时，用电流表内接法．(3)实验试探法：按图1接好电路，让电压表的一根接线柱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，则可采用电流表外接法；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，则可采用电流表内接法．图13．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较限流式接法分压式接法两种接法的电路图负载R上电压的调节范围RER＋R0≤U≤E0≤U≤E负载R上电流的调节范围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER4.(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)．(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)．5．常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.命题点一教材原型实验例1在某次“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，所选用的实验器材有A．小灯泡“2.5 V0.2 A”B．电流表0～0.6 A～3 A(内阻约1 Ω)C．电压表0～3 V～15 V(内阻很大)D．滑动变阻器“2 A10 Ω”E．电源(两节干电池)F．开关一个，导线若干图2(1)在实验时小杰同学采用了如图2所示的实物电路，则具体实验操作前，该电路需改进的地方有________________________________________________________________________．(2)在图3方框中画出正确的电路图．图3(3)当开关闭合后，滑动变阻器的滑片从右向左滑动过程中，灯泡始终不亮，但电压表有示数，则可能出现的故障是________．A．小灯泡灯丝断了B．连接电源的导线断开C．电流表上某个接线柱与导线断开D．开关接触不良造成断路解析(1)由于小灯泡电阻比电压表内阻小的多，和电流表内阻差不多，电流表要外接；小灯泡额定电流为0.2 A，电流表应选0.6 A量程；合上开关前，为了保护电表，测量电路电压最小，故滑动变阻器滑片应置于左侧．(3)电压表有示数说明电压表到电源是通的，A正确．答案(1)电流表应外接电流表量程太大滑动变阻器滑片应置于左侧(2)如图所示(3)A例2(2016·浙江4月学考·18)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡额定电压为2.5 V、电流为0.3 A.图4图5(1)部分连线的实物图如图4所示，请完成实物连接图；(2)某次实验中，当电流表的示数为0.18 A，电压表的指针如图5所示，则电压为________V，此时小灯泡的功率是________W.(3)正确测量获得的伏安特性曲线是下列图象中的________(填字母)．解析(1)小灯泡额定电压为2.5 V，故电压表选择0～3 V的量程；测绘小灯泡的伏安特性曲线时，电压表、电流表需从0开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法；电流表采用外接法．(2)结合量程可读出电压表的示数在1.48～1.50 V，故小灯泡的功率P＝UI≈1.50×0.18 W＝0.27 W.(3)随着电压的增大，小灯泡的电阻越来越大，故C正确．答案(1)如图所示(2)1.48～1.500.27(3)C题组阶梯突破1．“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，得到了两组电流表与电压表的示数如图6中的①、②、③、④所示，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________．图6答案①0.10 A②0.24 A③2.00 V④0.27 V8.3 Ω 2.7 Ω(如填为2.7 Ω8.3 Ω也行)解析电流表量程为0.6 A时，最小刻度为0.02 A，读数读到小数点后两位，所以①表示数为0.10 A，②表示数为0.24 A；电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，应估读到0.01 V，所以③表示数为2.00 V ，④表示数为0.27 V ，根据欧姆定律R 1＝U 1I 1＝2.00 V 0.24 A ≈8.3 Ω，R 2＝U 2I 2＝0.270.1Ω＝2.7 Ω. 2．(2016·宁波模拟)某实验小组利用图7(a)的实物连线图，做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，该小组在实验时测得两组数据，第一组是电压从0逐渐增加到2.5 V ，第二组是从2.5 V 逐渐减小到0，将两组数据描在I －U 图上，如图(b)，第一组数据的数据点在图中是用________(填“○”或“×”)表示的．另一实验小组用同样的电路实验，发现电压表示数的最大值只有1.5 V ，经检查，电路正确并连接良好，而后将电路断开，用电压表直接接到这二节电池串联而成的电池组两端，电压表示数为3.00 V ．请解释原因：_________________________________________________.(a)(b) 图7答案 (1)○ (2)所用电池组内阻较大解析 (1)由于金属导体电阻随温度的变化而变化，第二组中由于开始时温度较高，故第二组在相同电压下测得的电阻应较大，第一组测出的电阻较小；因图象为I －U 图象，其斜率表示电阻的倒数，故第一组数据为○所表示的．(2)直接测量时为电源的电动势，而在接入电路时输出电压较小，故说明电池组内阻较大．命题点二 拓展创新实验例3 小亮同学为研究某电学元件(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，在实验室找到了下列实验器材：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0～5 Ω，额定电流为0.6 A)F ．滑动变阻器(阻值范围0～100 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、导线若干．该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据(I 和U 分别表示电学元件上的电流和电压). I /A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U /V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)为了提高实验结果的准确程度，电流表选________________；电压表选________________；滑动变阻器选________________．(以上均填写器材代号) (2)请在虚线框中画出实验电路图．解析 (1)从表格中的实验数据可知，电流测量值I 的范围为0～0.50 A ，电压测量值U 的范围为0～2.00 V ，因此电流表应选C ，电压表应选A.因为本实验要测量多组(U ，I )值，需使电压U 连续变化，因此，滑动变阻器应接成分压式，故选阻值较小的滑动变阻器E.(2)由表格中的数据，根据R ＝UI ，估算电学元件的电阻值大约为几欧，因此采用电流表外接法．电路图如图所示．答案 (1)C A E (2)见解析图 题组阶梯突破3．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8甲所示，现已完成部分导线的连接．(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；图8(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________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________只相同的小电珠并联后，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(保留两位小数)． 答案 (1)连线如图(2)0.44 (3)4 2.28解析 (1)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，因此滑动变阻器采用分压式接法，小电珠电阻较小，电流表要外接． (2)电流表分度值为0.02 A ，可知读数为0.44 A.(3)当电源的内阻与外阻相同时，电源的输出功率最大，此时路端电压为1.5 V ，外接总电阻为1 Ω，由图丙可知，当小电珠电压为1.5 V 时，电流为0.38 A ，此时小电珠的电阻为R ＝UI ＝1.50.38 Ω≈4 Ω，因此小电珠个数为n ＝R r ＝41＝4，小电珠的总功率为P ＝4UI ＝4×1.5×0.38 W ＝2.28 W.。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线
实验 测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的 测绘小灯泡的伏安特性曲线．二、实验器材 小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸． 三、实验原理用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U -I 坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线．为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，应选用电流表外接法，滑动变阻器分压接法电路，因为小灯泡的电阻值较小． 四、实验步骤 1．连接电路将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路． 2．测出小灯泡在不同电压下的电流(1)闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．(2)移动滑动变阻器触头位置，测出12组不同的电压值U 和电流值I ，并将测量数据填入表格. 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.83.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接起来就得到小灯泡的伏安特性曲线． 4．拆除电路，整理仪器． 五、注意事项 1．电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与0～0.6 A 电流表串联时，电流表的分压影响不能忽略．(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零开始连续变化．2．闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到小灯泡分得电压为零的位置，可以使开关闭合时小灯泡电压能从零开始变化．同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．U / V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 A3．I-U图线在U＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右测绘点要密，否则将出现很大误差．4．电流表选择0.6 A量程，电压表量程选择视小灯泡的额定电压而定，即使用的若是“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．5．保持小灯泡电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．6．误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线．六、误差分析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．2．在坐标纸上描点、作图带来误差．。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线
误差分析
通过对实验数据进行误差分析，可以评估实 验结果的准确性和可靠性。可以采用误差分
析公式或统计方法进行计算和分析。
04
实验数据与结果分析数据记录表要点一总结词完整、准确
要点二
详细描述
在实验过程中，我们记录了小灯泡两端的电压和通过 它的电流数据。数据记录表包括实验序号、电压值、 电流值、灯泡亮度等。为了保证数据的完整性和准确 性，我们采用了精密的电压表和电流表进行测量，并 将数据记录在表格中。
额定功率
小灯泡上标注的额定功率是实验中需要特别关注的一个参数。
滑动变阻器
作用
通过调节滑动变阻器的阻值，可以改变小灯泡两端的电压和电流，从而获得不同的实验数据。
规格
滑动变阻器的阻值范围、最大电流等参数需要根据实验需求进行选择。
开关与导线
开关
开关用于控制电源的通断，从而控制小 灯泡的亮灭。
VS
导线
导线用于连接电源、电阻器、小灯泡和开 关等实验器材，以保证实验的正常进行。
实验测绘小灯泡的伏安特性 曲线
2023-11-09
目录
• 实验目的与原理 • 实验设备与器材 • 实验步骤与方法 • 实验数据与结果分析 • 结论与讨论 • 相关应用与拓展 • 参考文献与附录
01
实验目的与原理
实验目的
理解小灯泡的伏安特 性曲线及其意义
掌握绘制伏安特性曲 线的实验技能
学习使用电表和电源 进行实验操作的方法
02
实验设备与器材
电源
电源类型
实验需要使用直流电源。
电源电压
电源电压需要根据小灯泡的额定电压进行选择，以保证实验的安全和准确性。
电阻器
固定电阻器
用于与小灯泡串联或并联，以改变小灯泡两端的电压和电流 。
第二章实验测绘小灯泡的伏安特性曲线
实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线[学习目标] 1.理解电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择.2.理解滑动变阻器的两种接法，能进行正确地应用.3.学会描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法.一、电流表的内接法和外接法的比较1.两种接法的比较内接法外接法电路误差分析电压表示数U V＝U R＋U A＞U R电流表示数I A＝I RR测＝U VI A＞U RI R＝R真电压表示数U V＝U R电流表示数I A＝I R＋I V＞I RR测＝U VI A＜U RI R＝R真误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用2.电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法：当R x≫R A时，采用内接法，当R x≪R V时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”.(2)公式计算法当R x＞R A R V时，用电流表内接法，当R x＜R A R V时，用电流表外接法，当R x＝R A R V时，两种接法效果相同.(3)试触法：图1如图1，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法.二、滑动变阻器两种接法的比较限流式分压式电路组成变阻器接入电路的特点采用“一上一下”的接法采用“两下一上”的接法调压范围ER xR＋R x～E(不计电源内阻) 0～E(不计电源内阻) 适用情况负载电阻的阻值R x与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起(1)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(2)负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器的总电阻R三、测绘小灯泡的伏安特性曲线1.实验原理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I －U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，即得小灯泡的伏安特性曲线，电路图如图2所示.图22.实验器材学生电源(4～6 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V0.7 A”或“3.8 V0.3 A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸.3.实验步骤(1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，按图3所示的电路图连接好实物图.(注意开关应断开，滑动变阻器与小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.(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.次数12345678电压U/V电流I/A(4)断开开关，整理好器材.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)在坐标纸中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，就得到小灯泡的伏安特性曲线.5.实验结果与数据分析(1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线.(2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化.曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大.6.注意事项(1)因I－U图线是曲线，本实验要测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法.(2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法.(3)画I－U图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去.一、实验原理的理解和实验电路、实验器材的选择例1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.现有下列器材供选择：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3________(选填“甲”或“乙”)的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________.图3(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________.(用序号字母表示).(3)请根据(1)中所选电路，把图4中所示的实验器材用实线连接成实物电路图.图4答案 (1)甲 描绘小灯泡的I －U 图线所测数据需从零开始，并要多测几组数据 (2)A D E (3)如图所示解析 因实验目的是要测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，故采用题图甲所示的分压式电路合适，这样小灯泡两端的电压可以从零开始调节，且能方便地测出多组数据.因小灯泡额定电压为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 ，则电流表应选D.滑动变阻器F 的最大阻值远大于小灯泡内阻8 Ω，调节不方便，电压变化与滑动变阻器使用 部分的长度线性关系差，故舍去，则应选E.小灯泡电阻为电流表内阻的80.4＝20倍，电压表内阻是小灯泡电阻的10×1038＝1 250倍，故电流表采用了外接法.二、实验数据的处理例2 图5甲为“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡的额定电压为3 V.图5(1)在图乙方框图中画出与实物电路相对应的电路图.(2)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，滑片应停留在滑动变阻器的最________(选填“左”或“右”)端；②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压；③记录如下8组U和I的数据，断开开关.根据实验数据在图丙方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.编号12345678U/V0.200.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205小灯泡发不亮微亮逐渐变亮正常发光光情况(3)数据分析：①从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是___________________.②图线表明导体的电阻随温度的升高而________.③小灯泡正常工作时的电阻约为________.(保留到小数点后一位)答案(1)见解析图(2)①左③见解析图(3)①先不变，后逐渐增大②增大③14.6 Ω解析(1)与实物电路相对应的电路图如图所示.(2)①为保护电路安全，开关闭合之前，题图甲中滑动变阻器的滑片应该置于最左端.③根据表格中的数据，画出小灯泡的I－U图线如图所示.(3)①从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是先不变，后逐渐增大.②图线表明导体的电阻随温度的升高而增大.③根据I－U图线可得电压U＝3 V时，I＝0.205 A，所以小灯泡正常工作时的电阻约为R＝30.205Ω≈14.6 Ω.1.首先要根据表中数据选择合适的标度；2.描点后用平滑的曲线连接，个别偏离较远的点应舍去.1.在图6中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法不正确的是()图6A.甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法B.甲中R测>R真，乙中R测<R真C.甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R≪R V，故此法测较小电阻好D.乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫R A，故此法测较大电阻好答案 B解析 题图甲叫做电流表的外接法，题图乙叫做电流表的内接法，A 正确；题图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R ＝UI 可知，R 测＜R 真；R 越小，电压表分流越小，误差越小，因此这种接法适合测小电阻；题图乙由于电流表的分压，导致电压的测量值偏大.由R ＝UI 得R 测＞R 真，R 越大，电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻，B 错误，C 、D 正确；故选B.2.在测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，所用器材有：小灯泡L 、量程恰当的电流表A 和电压表V 、直流电源E 、滑动变阻器R 、开关S 等，要求小灯泡两端电压从0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)某同学已连接如图7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2个不当之处，并说明如何改正.图7①________________________________________________________________________. ②________________________________________________________________________. 答案 (1)分压 (2)①开关S 不应闭合，应处于断开状态 ②滑动变阻器滑动触头P 位置不当，应将其置于b 端1.有一未知电阻R x ，为较准确地测出其阻值，先后用图1中甲、乙两种电路进行测试，利用甲图测得的数据是“2.8 V 5.0 mA ”，而用乙图测得的数据是“3.0 V4.0 mA ”，那么该电阻测得的较为准确的情况是( )图1A.560 Ω，偏大B.560 Ω，偏小C.750 Ω，偏小D.750 Ω，偏大答案 D解析 由于⎪⎪⎪⎪ΔU U ＝⎪⎪⎪⎪2.8－3.02.8＜⎪⎪⎪⎪ΔI I ＝⎪⎪⎪⎪5.0－4.05.0，即电流表的变化大，电压表的分流作用大，根据试触法的原则，可知用电流表内接法比较准确，用题图乙电路，此时电阻为R ＝U I ＝3.0 V4.0×10－3A＝750 Ω.在电流表的内接法中，测量值大于真实值，故选D. 2.要测绘一个标有“3 V 0.6 W ”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V ，并便于操作.已选用的器材有： 电池组(电动势为4.5 V)；电流表(量程为0～250 mA ，内阻约5 Ω)； 电压表(量程为0～3 V ，内阻约3 kΩ)； 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20 Ω，额定电流1 A) B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A) (2)实验的电路图应选用下列图中的________(填字母代号).答案 (1)A (2)B解析 (1) 根据“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V ，并便于操作”可知控制电路必定为“分压电路”，而“分压电路”需要用总阻值较小的滑动变阻器，故选A.(2)在(1)中已经明确了控制电路，然后要选择电流表的接法，题中R x R A ＝155＝3，而R V R x ＝3 00015＝200，可知电压表的分流作用不如电流表的分压作用明显，故而应选择电流表的外接法，综上可知电路图应选用图B.3.图2是小组同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图.图2图3(1)根据图2在虚线框中画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图3中的①、②、③、④所示，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________.答案见解析解析(1)由实物连接图可知电路图如图所示.(2)电流表量程为0.6 A时，最小刻度为0.02 A，读数读到小数点后两位，所以①表示数为0.10A ，②表示数为0.24 A ；电压表量程为3 V ，最小刻度为0.1 V ，应估读到0.01 V ，所以③表示数为2.00 V ，④表示数为0.28 V ，根据欧姆定律R 1＝U 1I 1＝2.00 V 0.24 A ≈8.3 Ω，R 2＝U 2I 2＝0.280.10 Ω＝2.8 Ω.4.“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，提供的实验器材有： A.小灯泡(额定电压为3.8 V ，额定电流约为0.3 A) B.电流表A(0～0.6 A ，内阻约为0.5 Ω) C.电压表V(0～6 V ，内阻约为5 kΩ) D.滑动变阻器R 1(0～10 Ω，2 A) E.滑动变阻器R 2(0～100 Ω，0.2 A) F.电源(6 V ，内阻不计) G.开关及导线若干(1)实验中滑动变阻器选________(填“R 1”或“R 2”).(2)该同学设计了实验测量电路，通过改变滑动变阻器滑片的位置，使电流表的读数从零开始变化，记录多组电压表的读数U 和电流表的读数I .请在图4甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整.图4(3)该同学根据实验数据作出了如图乙所示的U －I 图像，根据图像可知小灯泡的电阻随着电流的增大而________(填“增大”、“减小”或“不变”). 答案 (1)R 1 (2)如图所示 (3)增大解析“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验应该设计成分压电路，滑动变阻器选择阻值范围小的R1.由于小灯泡电阻小，采用电流表外接法.根据图像可知小灯泡的电阻随着电流的增大而增大.5.在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线.要求能测出尽可能多组数据，如图5是没有连接完的实物电路.(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)图5(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；(2)连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是________________________________________________________________________；(3)排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________端滑动(选填“左”或“右”)；(4)图线是曲线而不是过原点的直线，原因是_______________________________________. 答案(1)连线如图(2)c段导线断路或灯泡灯丝断了(3)右(4)灯丝的电阻会随温度的升高而增大解析(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线要求滑动变阻器使用分压式接法，这样能使小灯泡两端的电压从零开始逐渐增大，小灯泡电阻与电流表内阻往往相差不大，而且由于实物图中已经将电压表负极与电流表和灯泡的左端连接好，只能将电压表与灯泡直接并联，采用电流表的外接法，这样误差较小.(2)由于整个电路分成两条支路，电压表这条支路无故障，而灯泡这个支路出故障，只能是灯泡的灯丝断了或c段导线断路所致，导致电压表直接接入干路，电阻过大，滑动变阻器无法控制电流，电流表几乎不偏转.(3)小灯泡的额定电压为2.5 V，要增大电压必须调节滑动变阻器，让滑动变阻器与小灯泡并联部分的电压增大，所以P要向右滑动.(4)从伏安特性曲线可以看出，电压升高时，电压表示数与电流表示数的比值增大，故曲线说明了灯丝的电阻随着温度升高而增大.。
测绘小灯泡的伏安特性曲线
次数U(V)1 20 03.2 40.45 0.66 07.8 81.09 1.120 111.6 12 电压U/I(VA) 0
电流I/AU(V) 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8 45..4描分.拆绘析I除(实UA实-)验I验图结电像果路，整理实验器材．
【解析】 (1)实物连线如图所示．
三、实验器材 小灯泡(3.8 V,0.3 A)一个，电压表(0～3 V～15 V)，电流表(0～0.6 A～3 A)各一个，滑动变阻器(20 Ω)一个，学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导 线若干、坐标纸、铅笔． 四、实验步骤 1．按图连接好实验电路．
2．把滑动变阻器的滑片C调节到A端，经检查无误 后，闭合开关S.
第二章 恒定电流
讲练 测 三维整合 ·物理 选修3-1(RJ)
测绘小灯泡的伏安特性曲线 学
新 课 程 新 设 计
名 师 同末页
二、实验原理 根据欧姆定律，在纯电阻电路中，电阻两端的电压和 通过电阻的电流呈线性关系，即U-I图线是一条过原点的 直线．但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I图线就 可能不是直线．用伏安法分别测出灯泡两端电压及通过的 电流便可绘出U-I图线，其原理图如图所示．
五、数据处理 1．在坐标纸上以U为横轴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．
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，且数据点连接时不能连成折线， 误差大的点应当舍去．
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测绘小灯泡的伏安特性曲线
实验原理图
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例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，请你在方框内画出电路原理图并在实物接线图中完成余下导线的连接。
例2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：
A ．小灯泡：规格为“3.8V,0.3A”
B ．电流表：量程0～0.6A ，内阻约为0.5Ω
C ．电流表：量程0～3A ，内阻约为0.1Ω
D ．电压表：量程0～5V ，内阻约为5k Ω
E ．滑动变阻器：阻值范围0～10Ω，额定电流2A
F ．电池组：电动势6V ，内阻约为1Ω
G ．开关一只， 导线若干
(1)为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8V 且能方便地进行调节，因此电流表应选________。
(填器材代号)
(2)根据你选用的实验电路，将图中所示的器材连成实验电路。
巩固练习：
1．某研究性学习小组为了探究灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关实验．以下是实验中可供选择的器材：A.待测小灯泡(额定功率6 W ，额定电流0.5 A)；B.电流表(0～0.6 A ，内阻0.1 Ω)；C.电压表(0～5 V ，内阻5 kΩ)；D.电压表(0～15 V ，内阻15 kΩ)；E.滑动变阻器(0～50 Ω)；F.滑动变阻器(0～1 000 Ω)；G.直流电源(电压15 V ，内阻可忽略)；H.电键一个、导线若干．
实验中调节滑动变阻器，小灯泡两端电压可以在零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．
(1)请在实线方框中画出为完成上述实验而设计的电路图，并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号．
(2)如上图所示是该小组测得小灯泡的I －U 图线，由图线可知，小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”)；当小灯泡两端所加电压为 6 V 时，其灯丝电阻值约为________ Ω.
2．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A 和电压表V 、直流电源E 、滑动变阻器R 、电键S 等，要求灯泡两端电压从0 V 开始变化．
姓名：
(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流”)．
(2)某同学已连接如下图所示的电路，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2个不当之处，并说明如何改正．
A ．________________________________________________________________________
B ．________________________________________________________________________ 3. 一只标有“220 V 、60 W”的白炽灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到220 V ．在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图线表示．在如图所示的四个图线中，符合实际的是( )
4.某同学用图2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：A 1
（量程100 mA ，内阻约2Ω）； A 2（量程0.6 A ，内阻约0.3Ω)；
电压表：V 1(量程5 V ，内阻约5k Ω )； V 2（量程15 V ，内阻约15Ω )； 电源：E 1
（电动势为1.5 V ，内阻为0.2Ω）； E 2（电动势为4V ，内阻约为0.04Ω）。
变阻器：R
1（0～10Ω） R 2（0～1000Ω） (1)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 的图象如图3所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为___________；当所加电
压为3.00 V 时，灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W.
5．已知白炽灯的灯丝随温度的升高导电性能变差，则白炽灯不通电时灯丝电阻R ，与正常发光时灯丝电阻2R 比较，正确的是（ ）
A ．21R R >
B ．21R R <
C ．21R R =
D ．无法判断
6.表格中所列数据是测量小灯泡U I关系的实验数据:
U/V0.00.20.51.01.52.02.53.0 I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215
(1)分析表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图(选填“甲”或“乙”)。
(2)在下图中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(选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.（2009年福建卷）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：
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：。
【。