高中物理實驗基礎(chǔ)與實戰(zhàn)：11.描繪小燈泡的伏安特性曲線+Word版含答案

1、公眾號：高中資料共享 免費分享5000G學(xué)習(xí)資料設(shè)計與創(chuàng)新能力：要求考生將教材中的實驗原理、實驗方法遷移到新的背景中，以完成新的實驗要求的設(shè)計性實驗，將逐步取代對原教材中實驗的考查?！緦嶒?zāi)康摹?描繪小燈泡的伏安特性曲線。2理解并檢驗燈絲電阻隨溫度升高而增大。3掌握儀器的選擇和電路連接?！緦嶒炘怼?根據(jù)部分電路歐姆定律，一純電阻R兩端電壓U與電流I總有U=IR，若R為定值時，uI圖線為一過原點的直線。小燈泡的燈絲的電阻率隨溫度的升高而增大，其電阻也就隨溫度的升高而增大。而通過小燈泡燈絲的電流越大，燈絲的溫度也越高，故小燈泡的伏安特性曲線(uI曲線)應(yīng)為曲線。2小燈泡(3.8V，03A)電阻很

2、小，當(dāng)它與電流表(06A)串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大，為了準(zhǔn)確測出小燈泡的伏安特性曲線，即U、I的值，電流表應(yīng)采用外接法，為使小燈泡上的電壓能從0開始連續(xù)變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接。3實驗電路如右圖所示，改變滑動變阻器的滑片的位置，從電壓表和電流表中讀出幾組值， 在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測出的幾組值畫出U-I圖象。 【實驗器材】小燈泡(38V，03A)，電壓表(0-3V-15V)，電流表(0-06A-3A)，滑動變阻器(20)，學(xué)生低壓直流電源，電鍵，導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙、鉛筆?！緦嶒灢襟E】1如圖所示連結(jié)電路安培表外接，滑線變阻器接成分壓式。電流表采用06A量程，電壓表先用0

3、3V的量程，當(dāng)電壓超過3V時采用15V量程。2把變阻器的滑動片移動到一端使小燈泡兩端電壓為零3移動滑動變阻觸頭位置，測出15組不同的電壓值u和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格。4在坐標(biāo)紙上以u為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點。(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜。)將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來，就得小燈泡的伏安特性曲線。5拆除電路、整理儀器。【注意事項】1實驗過程中，電壓表量程要變更：U3V時采用015V量程。2讀數(shù)時，視線要與刻度盤垂直，力求讀數(shù)準(zhǔn)確。3實驗中在圖線拐彎處要盡量多測幾組數(shù)據(jù)(UI值發(fā)生明顯變化處，即曲線拐彎處。此時小

4、燈泡開始發(fā)紅，也可以先由測繪出的UI圖線，電壓為多大時發(fā)生拐彎，然后再在這一范圍加測幾組數(shù)據(jù))4在電壓接近燈泡額定電壓值時，一定要慢慢移動滑動觸頭。當(dāng)電壓指在額定電壓處時，測出電流電壓值后，要馬上斷開電鍵。5畫uI曲線時不要畫成折線，而應(yīng)畫成平滑的曲線，對誤差較大的點應(yīng)當(dāng)舍棄。【實驗數(shù)據(jù)記錄和處理】U（V）00.20.40.60.81.01.2I（A）U（V）1.41.62.02.42.83.23.6I（A） 此處貼坐標(biāo)紙【問題與討論】1此實驗為什么采用電流表外接法？2此實驗為什么采用分壓電路？3小燈泡的電阻是定值嗎？用你的數(shù)據(jù)計算幾個不同電流時的電阻值并說明隨電流的增大小燈泡的電阻的變化規(guī)律

5、?？键c一 考查描繪小電珠的伏安特性曲線實驗及其遷移因為小電珠(即小燈泡)的電阻較小(10 左右)，所以測量電路應(yīng)該選用安培表外接法因為作圖需要多個點，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓所以控制電路選用滑動變阻器分壓式接法實驗電路如下圖所示考點二 測電阻的多種方法除常規(guī)的伏安法測電阻，還可以采用其他多種特殊方法測電阻，有些方法可以測出電流表和電壓表的內(nèi)阻.方法原理圖測量條件測量物理量備注伏安法兩表內(nèi)阻未知，且UA與UV接近RAUA較小時，可串聯(lián)分壓電阻兩表內(nèi)阻未知，且IV與IA接近RVRV較小時，可并聯(lián)分流電阻【基礎(chǔ)練習(xí)】1在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的小燈泡為“6V，3W

6、”，其它選擇的器材有：電壓表V1(量程6V，內(nèi)阻20)電壓表V2(量程20V，內(nèi)阻60k)電流表A1(量程3A，內(nèi)阻02)電流表A2(量程06A，內(nèi)阻l)變阻器R1(01000，05A)變阻器R2(020，2A)學(xué)生電源E(68V)開關(guān)S及導(dǎo)線若干實驗中要求電壓表在06V范圍內(nèi)讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和對應(yīng)的電流值I，以便作出伏安特性曲線，在上述器材中，電流表應(yīng)選用 ，變阻器應(yīng)選用 。在如圖所示方框中畫出實驗的原理圖。2某同學(xué)在做測定小燈泡功率的實驗中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù)：在圖上畫出IU圖線。從圖線上可以看出，當(dāng)功率逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是 。這表明導(dǎo)體的電阻隨溫度升高

7、而 。3某同學(xué)使用如下器材：電源E(電動勢為12 V)；電壓表V(量程為015 V，內(nèi)電阻約為15 k)；電流表A(量程為0100 mA，內(nèi)電阻約為10 )；滑動變阻器(最大阻值為50 )；單刀單擲開關(guān)；導(dǎo)線若干現(xiàn)測出了一個小燈泡的伏安特性曲線如圖3所示，已知小燈泡的額定電壓為12 V.圖3(1)請在虛線框中畫出此實驗電路圖 (2)根據(jù)設(shè)計的電路圖在圖4的實物上連線圖4(3)由小燈泡的伏安特性曲線可知小燈泡的額定功率為P額_ W，小燈泡的電阻的變化特性為： _.4某同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，得到如下表所示的一組UI數(shù)據(jù)：編號12345678U(V)0.200.601.001

8、.401.802.202.603.00I(A)0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光 (1)試在圖5上畫出UI圖線當(dāng)U1.40 V時，燈絲電壓與電流成_比，燈絲電阻_；當(dāng)U1.40 V時，燈絲的溫度逐漸升高，其電阻隨溫度升高而_圖5(2)從圖線上可以看出，當(dāng)小燈泡兩端電壓逐漸地增大時燈絲電阻的變化是_(3)實驗結(jié)果表明，導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而_5圖6甲為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的IU關(guān)系的曲線圖(1)為了通過測量得到如圖甲所示IU關(guān)系的完整曲線，在圖乙和圖丙兩個電路中應(yīng)選擇的是圖_，

9、簡要說明理由： _.(電源電動勢為9 V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為0100 )(2)在圖丁所示的電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1250 .由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為_ .圖6【基礎(chǔ)練習(xí)答案】1.A2、V1、R22.如圖開始幾乎不變，后來逐漸增大增大3.(1)實驗電路圖如下圖所示 (2)實物連接圖如下圖所示 (3)1.152；小燈泡的電阻隨電壓升高而增大4(1)UI圖線見解析圖正不變增大(2)開始不變后來逐漸變大(3)增大解析(1)根據(jù)給出的坐標(biāo)紙建立坐標(biāo)系，然后描點用平滑的曲線連接，可以看出當(dāng)U1.40 V時，燈

10、泡電壓與電流成正比，燈絲電阻不變；當(dāng)U1.40 V時，由UI圖線可知，圖線斜率逐漸增大，故其電阻隨溫度的升高而增大(2)從圖象得到，當(dāng)U1.40 V時，圖線斜率基本不變；當(dāng)U1.40 V時，圖線斜率逐漸增大，所以燈絲電阻的變化是開始不變后來逐漸增大(3)從圖線的斜率可知導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大5(1)乙圖乙加在熱敏電阻兩端的電壓可以從零調(diào)到所需電壓(2)5.2 111.8解析(1)圖乙加在熱敏電阻兩端的電壓可以從零調(diào)到所需電壓，從而能夠得到完整IU圖線，故選圖乙(2)通過R1的電流為I1 A36 mA，通過熱敏電阻的電流I2II1(7036) mA34 mA，由甲圖可知熱敏電阻兩端的電壓為

11、5.2 V，電阻R2 111.8 .【實戰(zhàn)提升】12016江蘇10 【題號：3200003097】（8分）小明同學(xué)通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關(guān)系已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10 ，R隨t的升高而增大實驗電路如圖所示，控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫值實驗時閉合S，先將開關(guān)K與1端閉合，調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度，分別記下溫度t1，t2，和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1，I2，然后將開關(guān)K與2端閉合，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的實數(shù)再次為I1，I2，分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)R1，R2，（1）有以下兩電流表，實驗電路中應(yīng)選用.（A）量程0100 mA，內(nèi)阻約2（B）量程00.6 A，內(nèi)阻可忽略（2）實驗過程

12、中，要將電阻箱的的阻值由9.9 調(diào)節(jié)至10.0，需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕“a”、“b”、“c”，正確的操作順序是.將旋鈕a由“0”旋轉(zhuǎn)至“1” 將旋鈕b由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”將旋鈕c 由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”（3） 實驗記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表：請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出Rt圖象.由圖線求得R隨t的變化關(guān)系為R=。 2.【2017河北冀州中學(xué)高二上期第二次月考】某學(xué)習(xí)的探究小組用下列器材組成一個電路，使其既能測量出電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，又能描繪出小燈泡的伏安特性曲線，每一次操作后，同時記錄電流表A，電壓表和電壓表的示數(shù)，組成兩個坐標(biāo)點、，標(biāo)到I-U坐標(biāo)中，經(jīng)過多次測量，最后描繪出兩條圖

13、線，如圖所示，則下列說法中正確的是A圖中的曲線表示小燈泡的電流隨兩端的電壓表的變化關(guān)系圖B圖中的曲線表示通過電源的電流隨路端電壓的變化關(guān)系圖C從圖中信息可以求出電池組的電動勢約為4.4VDI-U坐標(biāo)中畫出的兩條圖線在P點（2.0A，2.4V）相交，此時滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為1.2【答案】AC考點：考查了I-U圖像【名師點睛】電源的U-I圖象與縱軸的交點是電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，求電源內(nèi)阻時要注意看清楚縱軸坐標(biāo)起點數(shù)據(jù)是多少，否則容易出錯3.【2017河北唐山一中高二10月月考】某額定電壓為8 V的燈泡的伏安特性曲線如圖所示若將它與一個R7 的定值電阻串聯(lián)后接在電動勢E8 V、內(nèi)阻r1的電源上