人教版物理選修3-1練習(xí)第二章實驗一：描繪小燈泡的伏安特性曲線

1、（賣驗 I:描繪小燈迪的伏安特性曲球字習(xí)目帝明宛奚卷畠的&聖遛，2.暮蛋冕進(jìn)寒拝和步承*3,學(xué)舍鹽逞尖童駛孫右詵差井:仁、實驗?zāi)康? 描繪小燈泡的伏安特性曲線。2分析伏安特性曲線的變化規(guī)律。二、實驗原理1 測多組小燈泡的 U、I 的值，并繪出 I-U 圖象。2由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系。三、實驗器材學(xué)生電源（46 V 直流）或電池組、小燈泡（3.8 V,0.3 A）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)、坐標(biāo)紙、導(dǎo)線若干。四、實驗步驟1.確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，按實 驗原理圖（如圖）連接好實驗電路。2 把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最

2、左端，接線經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S。3.移動滑動變阻器滑片位置，測出 12 組左右不同的電壓值U 和電流值 I ,并將測量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開開關(guān) SoU(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.64.0I(A)4.拆除電路，整理儀器。五、數(shù)據(jù)處理1. 在坐標(biāo)紙上以 U 為橫軸，以 I 為縱軸，建立坐標(biāo)系。自主學(xué)習(xí)椅理主干譏 2 亡斗i jB/Jzu ja ns1I-才2.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，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜）。3將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線。六

3、、 誤差分析1 由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差。2.電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差。3 在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來操作誤差。七、 注意事項1 電路的連接方式(1) 電流表應(yīng)采用外接法： 小燈泡( (4.0 V,0.3 A)的電阻很小，與 00.6 A 的電流表串聯(lián)時, 電流表的分壓影響很大。(2) 滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法：目的是使小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化。2.閉合開關(guān) S 前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉 合時小燈泡的電壓從零開始變化，同時也是為了防止開關(guān)剛閉合時因小燈泡兩端電壓過大 而燒壞燈絲。3.I-U 圖線在 U =

4、 1.0 V 左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U = 1.0 V 左右繪點要密，以防出 現(xiàn)較大誤差。4當(dāng)小燈泡的電壓接近額定值時要緩慢增加，到額定值記錄5誤差較大的點舍去， I-U 圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線。如識館賈II二實駿揍違齊毛奧羽羽蘋參IIIE. It據(jù)腿遲和連差蓉巧I典型例題例 1.如圖為“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗的實物電路圖，已知小燈泡額定電壓為知識點一實驗操作和電路圖的連接課堂互動區(qū)2.5 V。(1)完成下列實驗步驟：閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片_ ?斷開開關(guān)，整理實驗器材。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲 線。(2)在虛線框中畫出與實物電路相應(yīng)的電路圖。解析(1

5、)由題圖知，滑動變阻器為分壓式接法， 故閉合開關(guān)前，為使小燈泡兩端的 電壓為零，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使它靠近滑動變阻器左端的接線柱。閉合開關(guān)后， 逐漸移動滑動變阻器的滑片，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)到其額定電壓。與實物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示。答案(1)使它靠近滑動變阻器左端的接線柱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)到其額定電壓(2)見解析圖典型例題例 2.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，得出伏安特性曲線如圖所示。所用小燈泡的額定電壓是 3.0 V。(1)在圖甲的方框中畫出實驗電路圖。閉合開關(guān)后逐漸移 動滑動 變阻器

6、的滑片知識點二數(shù)據(jù)處理和誤差分析實物連線時，本著“先串后并”的原則，要求導(dǎo)線不相交。由于小燈泡的額定電壓為 3.0 V，則電壓表的量程選擇3 V，由 I-U 圖線數(shù)據(jù)可知，電流表的量程應(yīng)選擇0.6 A,如圖所示。由 I-U 圖線可知：當(dāng)小燈泡兩端電壓 U = 2.8 V 時，其電流約為 0.262 A，則沁沁10.7Q。(4)由于電流表測定的是電壓表和小燈泡的電流之和，電壓表的讀數(shù)是小燈泡兩端的實 際電壓，可知電壓表分流越大，該實驗的系統(tǒng)誤差越大，選項A 正確。答案見解析圖見解析圖(3)10.7(4)A(2)將實物圖乙連接成實驗電路。根據(jù)曲線圖，Q(果保留三位有(4)關(guān)于該實驗的系統(tǒng)誤差，下列

7、判斷正確的是( () )A 系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的，電壓越大誤差越大B.系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的，電流越大誤差越大C 系統(tǒng)誤差主要是由讀數(shù)時的估讀引起的，電壓越大誤差越大解析(1)由題圖 I-U 圖線可知，實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié)，則滑動變阻器起分壓作用，而一般小燈泡的電阻較小，采用電流表外接法，如圖所示。9學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)1 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，應(yīng)（）A 采用電流表內(nèi)接法，因為小燈泡的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多B.采用電流表內(nèi)接法，因為小燈泡的電阻比電流表的內(nèi)阻大得多C 采用電流表外接法，因為小燈泡的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多D 采用電流表外接法

8、，因為小燈泡的電阻比電流表的內(nèi)阻大得多解析：選 C 由于小燈泡的電阻較小，小燈泡的電阻和電流表的內(nèi)阻差不多，而比電壓表的內(nèi)阻小得多，電壓表分流可忽略，故應(yīng)采用電流表外接法。選項C 正確。2.在“描繪標(biāo)有 9 V 5 W 小燈泡伏安特性曲線”的實驗中， 要求測量從 0 到 9.0 V 的電壓下通過小燈泡的電流，實驗室提供了下列器材：電流表A（量程 0.6 A，內(nèi)阻 0.3Q、電壓表 V（量程 15.0 V，內(nèi)阻 10 kQ）滑動變阻器 R（最大阻值為 50Q）電源 E（電動勢 15 V） 和開關(guān)、導(dǎo)線若干。下列給出的測量電路圖中，最合理的是（ ）解析：選 B 要求電壓從 0 開始變化，所以滑動變

9、阻器必須采用分壓式接法，標(biāo)有“9V 5 W”的小燈泡在額定電壓下的電阻R=牛Q=16.2 皋因 Rv VRARV，電流表采用外接法，選項 B 正確。3在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，所用器材有：燈泡L、量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅?A 和電壓表 V、直流電源 E、滑動變阻器 R、開關(guān) S 等，要求燈泡兩端電壓從0 開始變化。達(dá)標(biāo)練能力練學(xué)業(yè)水平小測讓孕 生赴勲打鐵消化所學(xué). 既練速度又練準(zhǔn)度課下能力提升、捉速抿能，年課 1 檢油*歩步為營步歩豪（1）實驗中滑動變阻器應(yīng)采用 _（填“分壓式”或“限流式”）接法。（2）某同學(xué)已連接如圖所示的電路，在連接最后一根導(dǎo)線的請指出其中僅有的兩個不當(dāng)之處，并說明

10、如何改正。c 端到直流電源正極之前,A .B . _o解析：（1）因為燈泡兩端的電壓要從 0 開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器只能采用分壓式接法。（2）A.在電路接好并檢查是否正確連線之前，開關(guān)S 應(yīng)處于斷開狀態(tài)，以免因接線錯誤而導(dǎo)致儀表損壞；B.接為分壓電路時，滑動變阻器的電阻（和小燈泡并聯(lián)部分）應(yīng)從最小值開始調(diào) 節(jié)，故滑片應(yīng)先置于b 端。答案：（1）分壓式（2）A.開關(guān) S 不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài)B 滑動變阻器滑片位置不當(dāng)，應(yīng)將其置于 b 端4某同學(xué)在做“測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U-I數(shù)據(jù):（2）當(dāng) UV1.40 V 時，燈絲電壓與電流成 _比，燈絲電阻 _;當(dāng) U

11、1.40 V時，燈絲的溫度逐漸升高，其電阻隨溫度升高而 _。解析：（1）根據(jù)給出的數(shù)據(jù)描點，并用平滑的曲線連接，如圖所示。從圖象得到，當(dāng) UV1.40 V 時，燈泡電壓與電流成正比，燈絲 電阻不變；當(dāng) U1.40 V時，圖線斜率逐漸增大，故其電阻隨溫度的升高而增大。答案：（1）見解析圖（2）正 不變 增大5.為了描繪出一只規(guī)格為“6.3 V 2 W ”的小燈泡的伏安特性曲線，現(xiàn)為同學(xué)們準(zhǔn)備了下面的器材：電壓表 V1（量程 3 V，內(nèi)阻 1 kQ）編號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.

12、1900.2000.205（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上畫出電壓表 V2（量程 15 V，內(nèi)阻 50 kQ；電流表 Ai（量程 0.6 A,內(nèi)阻 0.5Q）電流表 A2（量程 3 A,內(nèi)阻 0.1Q）滑動變阻器 Ri（020Q允許最大電流 2 A）;滑動變阻器 R2（01000Q允許最大電流 0.1 A）;蓄電池組 E1（4 V）;蓄電池組 E2（8 V）；開關(guān)和導(dǎo)線若干。（1）從上述器材中選擇最合適的器材，將其表示符號填寫在橫線上。電源選_，電壓表選 _，電流表選 _ ，滑動變阻器選 _在虛線框內(nèi)畫出能達(dá)到實驗?zāi)康牡碾娐穲D。解析：（1）小燈泡的額定電壓為6.3 V,所選電源的電動勢應(yīng)大于 6.3 V，故電源應(yīng)選 E2P 2電壓表選 V2；由于小燈泡的額定電流I = U = 63 A- 0.317