2012高三物理一轮复习课件：10.4描绘小灯泡的伏安特性曲线.ppt

1、第四课时 实验11：描绘小灯泡的伏安特性曲线 1描绘小灯泡的伏安特性曲线 2分析曲线的变化规律 1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UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连结起来 2电流表外接：因为小灯泡电阻很小，如果内接电流表，分压明显 3滑动变阻器采用分压式：使电压能从0开始连续变化 学生电源(46 V直流)、小灯泡(4 V、0.7 A或3.8 V、0.3 A)，电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)，开关和导线、滑动变阻器、坐标纸 1连接电路：将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如右图所示电路 2测电流：

2、测出小灯泡在不同电压下的电流 移动滑动变阻器触头位置，测出多组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.U/V 00.20.40.60.81.01.21.6I/AU/V2.02.42.83.23.63.8I/A 3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结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线 4拆除电路、整理仪器 1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闭合电键S前，滑动变阻器触头应移到使小灯泡分得

3、电压为0的一端，可以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化，同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端因电压过大而烧坏灯丝 3UI图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现很大误差 4建立坐标系时，纵轴表示电流，横轴表示电压，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有一个小灯泡标有“6 V、0.6 W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线，有下列器材可供选用：A电压表(05 V，内阻10 k)B电压表(010 V，内阻20 k)C电流表(00.3 A，内阻1)D电流表(00.6 A，内阻0.4)E滑动变阻器(30，2 A)F学生电

4、源(直流9 V)还有开关和导线(1)实验中电压表应选_，电流表应选_(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽可能减小，画出实验电路图【解析】(1)电流表、电压表的选择 由小灯泡的标识可知其额定电压为U16 V，额定电流为I10.1 A，在额定电压下的电阻为R60.为了安全，小灯泡两端所加电压不能超过6 V，(通过小灯泡的电流不能超过0.1 A)，要测IU图线，其电压变化范围应在06 V间因此电压表应选择B，电流表应选择C.(2)电流表内外接法的选择 由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将引起系统误差本实验中小灯泡的最大电阻约R160，R1RV，为了减小误差，应当用电流表外接

5、法(3)控制电路的选择 本题中若采用限流电路，其电路中的最小电流是Imin 0.1 A，显然不符合实验要求；且实验数据应包括电压在零附近的数值，故只能用分压接法实验电路图如下图所示(2010年盐城模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按下图所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零闭合开关后：(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是_导线断路(2)某同学测出电源和小电珠的UI图线如右图所示，将小电珠和电阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A，则R_.(3)某同学在

6、实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如下图所示中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是()Aa可以作为标准电阻使用 Bb能作为标准电阻使用 Cb的阻值随电压升高而增大 Dc的阻值随电压升高而增大【解析】(1)若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g导线断路(2)由电源的UI线知E3.0 V，r1，当小电珠与电阻串联后 由闭合电路欧姆定律得EI(RrR灯)又由小电珠的UI线得R灯1.2 解得R0.8 (3)因a元件的IU线是直线，说明电阻随电压的变化不变，故可作为标准电阻，故A对，B错因IU线的斜率倒数表示电阻值

7、的变化，故C对D错，选A、C.1一只小灯泡，标有“3 V1.5 W”字样现要描绘小灯泡03 V的伏安特性曲线实验器材有：A最大阻值为10 的滑动变阻器 B电动势为6 V、内阻约为1.0 的电源 C量程为0.6 A、内阻约为1.0 的电流表A1 D量程为3 A、内阻约为0.1 的电流表A2 E量程为3 V、内阻约为6 k的电压表V1 F量程为15 V、内阻约为10 k的电压表V2 G开关、导线若干(1)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)(2)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)(3)以下是该实验的操作步骤：A将

8、电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路 B调节滑动变阻器触头的位置，保证闭合开关前使变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大 C闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数(U，I)，移动变阻器的滑动触头，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：_【答案】(1)EC(2)C(3)步骤B不妥，应为：闭合开关前应使变阻器与小灯泡并联部分的电阻为零(或B步骤中，应使滑动变阻器的电阻最小)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 2在

9、用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：A待测小灯泡“3.0 V1.5 W”B电流表(量程3 A，内阻约为1)C电流表(量程0.6 A，内阻约为5)D电压表(量程3.0 V，内阻约为10 k)E电压表(量程15.0 V，内阻约为50 k)F滑动变阻器(最大阻值为100，额定电流50 mA)G滑动变阻器(最大阻值为10，额定电流1.0 A)H电源(电动势为4.0 V，内阻不计)I电键及导线等(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻器应选用_(只需填器材前面的字母即可)(2)请在虚线框内画出实验电路图(3)某同学在一次测量时，电流

10、表、电压表的示数如图所示则电压值为_ V，电流值为_ A，小灯泡的实际功率为_ W.【解析】待测小灯泡“3.0 V1.5 W”，额定电流0.5 A，额定电压为3 V，因此电流表选C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，小灯泡电阻很小，电流表外接【答案】(1)CDG(2)如图所示 3(2009年浙江理综)(1)如下图甲所示，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，请你在实物接线图中完成余下导线的连接(2)某同学从标称为“220 V25 W”、“220 V300 W”、“220 V500 W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如

11、图乙所示该灯泡的阻值是_，标称的额定功率为_ W.【解析】由多用电表测得的是灯泡的冷电阻，而灯泡的正常工作电阻要比冷电阻大得多，故标称的额定功率为25 W.【答案】(1)连线如图(2)16025 4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：小灯泡L，“3.8 V0.3 A”电压表V，量程05 V，内阻5 k 电流表A1，量程0100 mA，内阻4 电流表A2，量程0500 mA，内阻0.4 滑动变阻器R1，最大阻值10，额定电流1.0 A 滑动变阻器R2，最大阻值5，额定电流0.5 A 直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为0.5 导线、电键等(1)在上述器材中，滑动变阻

12、器应选_；电流表应选_(填元件的物理符号)(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号【解析】(1)本题变压器采用分压接法，通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器，但本题中如果选用R2，则电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R1.电流表A1的量程太小，故电流表应当选择A2.(2)电路如图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，电流表用外接法【答案】(1)R1A2(2)电路图如图所示 5(2010年海淀模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：器材规格器材规格小电珠标有“3.8 V，0.3 A”字样

13、 滑动变阻最大阻值10，器R1额定电流1.0 A电压表 V量程05 V，内阻5 k滑动变阻器R2最大阻值1 k，额定电流0.5 A电流表 A1量程0100 mA，内阻4 直流电源E电动势约为6 V，内阻约为0.5 电流表 A2量程0500 mA，内阻0.4 导线、电键等(1)在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选_(2)在下图所示中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路(3)利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中，描绘出了右图所示的小电珠的伏安特性曲线根据此图给出的信息，可以判断出图中正确的是(图中P为小电珠功率)()【解析】(1)为方便电路调节，滑动变阻器应选择R1；小电珠正常工作时I额0.3 A300 mA100 mA，故电流表应选A2.(2)因为要求小电珠上的电压从0增大，应选用分压电路；而小电珠正常工作时R灯 13 RV5 k，故电流表应选择外接法，其电路如下图所示【答案】(1)R1A2(2)(3)B、D