選修31第七章實(shí)驗(yàn)7

1、實(shí)驗(yàn) 7 測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線考綱解讀 (1)會(huì)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線。 (2)會(huì)分析小燈泡伏安特性曲線的 變化規(guī)律。注意事項(xiàng)1. 電流表外接法： 本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采 用電流表外接法。2. 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實(shí)驗(yàn)要作出 I-U 圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路 必須采用分壓接法。3. 保護(hù)元件安全： 為保護(hù)元件不被燒毀，開(kāi)關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端。加在小燈泡兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓。誤差分析1. 由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差，電流 表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的電流值大

2、于真實(shí)值。2. 測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差。3. 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差。熱點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn)【例 1】 有一個(gè)小電珠上標(biāo)有“ 4 V 2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè) 電珠的 I U 圖線。有下列器材供選用：A. 電壓表(05 V，內(nèi)阻 10 k )B. 電壓表(010 V，內(nèi)阻 20 k )C. 電流表(00.3 A，內(nèi)阻 1 )D. 電流表(00.6 A，內(nèi)阻 0.4 )E. 滑動(dòng)變阻器 (5 ，1 A)F. 滑動(dòng)變阻器 (500 ，0.2 A)(1) 實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用 ，電流表應(yīng)選用 。(用序號(hào)字母表示 )(2) 為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓從零開(kāi)始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻

3、 器應(yīng)選用 。(用序號(hào)字母表示 )(3) 請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖1 中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖。圖1解析 (1)因小電珠的額定電壓為 4 V，為保證安全， 選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4 V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確， 故選用 05 V的電壓表，故選 A； 由 PUI 得，小電珠的額定電流 IUP0.5 A，故應(yīng)選擇 00.6 A量程的電流表， 故選 D 。(2)由題意可知，電壓從零開(kāi)始變化，并要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變 阻器分壓接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 E。U2(3)小電珠內(nèi)阻 RUP 8 ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于小電珠內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法，故

4、電路圖和實(shí)物連接圖如圖所示答案 (1)A D (2)E (3)圖見(jiàn)解析1. 滑動(dòng)變器的選?。?在分壓電路中，一般選用全電阻小于用電器電阻的滑動(dòng)變阻 器。在限流電路中， 一般選用全電阻和用電器電阻相差不多或大幾倍的滑動(dòng)變阻2. 滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式兩種接法的電路圖負(fù)載 R 上電壓的調(diào)節(jié)范圍RERR0E0E3. 兩種接法的適用條件(1) 限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻 (跟滑動(dòng)變阻器的最大電阻相比相差不多 或比滑動(dòng)變阻器的最大電阻還小 )。(2) 分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻 (一般比滑動(dòng)變阻器的最大電阻要大 )。(3) 若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法。4. 實(shí)驗(yàn)器材

5、的選擇(1) 原則： 安全； 準(zhǔn)確； 操作方便。(2) 具體要求： 電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流。 干電池中電流一般不允許 超過(guò) 0.6 A。 用電器的額定電流不能小于通過(guò)該用電器的實(shí)際最大電流。 電壓表或電流表的量程不能小于被測(cè)電壓或電流的最大值。 電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 13以上 從便于操作來(lái)考慮， 限流式接法要選用與待測(cè)電阻相近的滑動(dòng)變阻器， 分壓式接法要選用小阻值滑動(dòng)變阻器。5. 電流表、電壓表測(cè)電阻兩種方法的比較選擇電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓 U 測(cè) UxUA電壓表分流 I 測(cè) IxIV電阻測(cè)量值U測(cè)R 測(cè) Rx RA>Rx，

6、測(cè)量值 I測(cè)大于真實(shí)值U 測(cè)RxRVR 測(cè) I R R <Rx，測(cè)量值 I測(cè) Rx RV小于真實(shí)值適用條件RA? RxRV? Rx口訣大內(nèi)偏大 （大電阻用內(nèi)接法測(cè) 量，測(cè)量值偏大 ）小外偏小 （小電阻用外接法測(cè) 量，測(cè)量值偏小 ）例 2】 （2016 ·10 月浙江選考 ）“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)，要求采用分壓電路，電流表外接。小王的連線如圖 2 甲所示，閉合開(kāi)關(guān) S前請(qǐng)老師檢查， 老師指出圖中標(biāo)示的、兩根連線有一處錯(cuò)誤，錯(cuò)誤連線是 （填“”或“” ）；圖中標(biāo)示的、和三根連線有一處錯(cuò)誤，錯(cuò)誤連線是 （填“”、“”或“” ）。小王正確連線后，閉合開(kāi)關(guān) S 前，應(yīng) 將滑動(dòng)變

7、阻器滑片 C 移到（填“A”或“B”處）。閉合開(kāi)關(guān) S，此時(shí)電壓表讀數(shù)為V，緩慢移動(dòng)滑片 C 至某一位置時(shí)，電流表指針如圖乙所示，電流表的示數(shù)為 A。圖2解析 電路要求采用分壓式接法，則連線 是錯(cuò)誤的，應(yīng)接 A 處；電流表要求 外接，連線應(yīng)接電流表的 “”接線柱；閉合開(kāi)關(guān) S 前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片C 移到 A 處；閉合開(kāi)關(guān) S，此時(shí)電壓表讀數(shù)為 0 V ；緩慢移動(dòng)滑片 C 至某一位置 時(shí)，電流表的示數(shù)為 0.32 A。答案 A 0 0.32熱點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新【例 3】 (2016 ·4 月浙江選考 )在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，小燈 泡額定電壓為 2.5 V、電流為 0

8、.3 A。圖3(1) 部分連線的實(shí)物照片如圖 3 甲所示，請(qǐng)完成實(shí)物連接圖；(2) 某次實(shí)驗(yàn)中， 當(dāng)電流表的示數(shù)為 0.18 A，電壓表的指針如圖乙所示， 則電壓為 V，此時(shí)小燈泡的功率是 W；(3) 正確測(cè)量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的 (填字母 )。解析 (1)小燈泡額定電壓為 2.5 V，故電壓表選擇 03 V 的量程；測(cè)繪小燈泡的 伏安特性曲線時(shí)， 電壓表、電流表需從 0 開(kāi)始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接 法；電流表采用外接法，故實(shí)物連接圖如圖所示。(2)結(jié)合量程可讀出電壓表的示數(shù)在1.481.50 V ，故小燈泡的功率 PUI 0.18×1.48 W0.27 W。(3

9、) 隨著電壓的增大，小燈泡的電阻越來(lái)越大，故 C 正確答案 (1)如解析圖所示 (2)1.481.50 0.27 (3)C已知小燈泡額定電壓1. 圖 4 為“測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖， 為 2.5 V 。圖4(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟： 閉合開(kāi)關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使它靠近滑動(dòng)變阻器 (填“左端”或“右端” )的接線柱； 閉合開(kāi)關(guān)后，逐漸移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片， ； 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。 (2)在虛線框中畫(huà)出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖。解析 (1)滑動(dòng)變阻器為分壓式接法，故閉合開(kāi)關(guān)前，小燈泡兩端的電壓為零， 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片， 使它靠近滑動(dòng)變阻器

10、左端的接線柱。 閉合開(kāi)關(guān)后， 逐漸 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片， 增加小燈泡兩端的電壓， 記錄電流表和電壓表的多組讀 數(shù)，直至電壓達(dá)到額定電壓。( 2)與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示。答案 ( 1)左端 增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組數(shù)據(jù)，直至電壓達(dá)到其額定電壓。（2）見(jiàn)解析圖2. （ 2018·11 月浙江選考） 為了比較精確地測(cè)定阻值未知的定值電阻 R，小明設(shè) 計(jì)了如圖 5 甲所示的電路。（ 1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān) S，滑動(dòng)變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，將c 點(diǎn)先后與 a、b 點(diǎn)連接，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大，電流表示數(shù)基本不變，則測(cè)量 時(shí)應(yīng)將 c 點(diǎn)接（選填“a 點(diǎn)”

11、或“b 點(diǎn)”），按此連接測(cè)量，測(cè)量結(jié)果（選填“小于”“等于”或“大于”） Rx 的真實(shí)值。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 6 組數(shù)據(jù)，在圖乙中描點(diǎn)，作出了 2 條圖線。你認(rèn)為正確 的是（選填“”或“”） ，并由圖線求出電阻 Rx。（保留 2 位有效數(shù)字）圖5解析 （1）由題中表述知， c先后與 a、b 試觸，電壓表變化比較大，故電流表 的電阻對(duì)電路影響比較大， 所以應(yīng)該使用電流表外接法， 即接 a 點(diǎn)，測(cè)量值比真 實(shí)值偏小。（2）根據(jù)電路的接法，當(dāng)電流為零時(shí)電壓表示數(shù)也為零，故圖線過(guò)原點(diǎn)，選， 由斜率的倒數(shù)即為電阻阻值可知， R7.5 。答案 （1） a 點(diǎn) 小于 （2） 7.5 ±0.23. 用下列器材組裝成描繪電阻 R0 伏安特性曲線的電路，請(qǐng)將如圖 6 所示實(shí)物連 線成為實(shí)驗(yàn)電路。微安表 A（量程 200 A，內(nèi)阻約 200 ）；電壓表 V（量程 3 V，內(nèi)阻約 10 k）；電阻 R0（阻值約 20 k ）；滑動(dòng)變阻器 R（最大阻值 50 ，額定電流 1 A）；電池組 E（電動(dòng)勢(shì) 3 V，內(nèi)阻不計(jì)）；開(kāi)關(guān) S