第四課時實驗11：描繪小燈泡的伏安特性曲線1．描繪小燈泡的伏安特性曲線．2．分析曲線的變化規(guī)律．1．用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在U－I坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連結(jié)起來．2．電流表外接：因為小燈泡電阻很小，如果內(nèi)接電流表，分壓明顯．3．滑動變阻器采用分壓式：使電壓能從0開始連續(xù)變化．學(xué)生電源(4～6V直流)、小燈泡(4V、0.7A或3.8V、0.3A)，電流表(內(nèi)阻較小)、電壓表(內(nèi)阻很大)，開關(guān)和導(dǎo)線、滑動變阻器、坐標(biāo)紙．1．連接電路：將燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如右圖所示電路．2．測電流：測出小燈泡在不同電壓下的電流移動滑動變阻器觸頭位置，測出多組不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格.U/V00.20.40.60.81.01.21.6I/AU/V2.02.42.83.23.63.8I/A3．畫出伏安特性曲線(1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系．(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結(jié)起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線．4．拆除電路、整理儀器1．本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法．2．閉合電鍵S前，滑動變阻器觸頭應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為0的一端，可以使開關(guān)閉合時小燈泡電壓能從0開始變化，同時，也為了防止開關(guān)剛閉合時小燈泡兩端因電壓過大而燒壞燈絲．3．U－I圖線在U0＝1.0V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U＝1.0V左右繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差．4．建立坐標(biāo)系時，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙．有一個小燈泡標(biāo)有“6V、0.6W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的I－U圖線，有下列器材可供選用：A．電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ)B．電壓表(0～10V，內(nèi)阻20kΩ)C．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻1Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω)E．滑動變阻器(30Ω，2A)F．學(xué)生電源(直流9V)．還有開關(guān)和導(dǎo)線(1)實驗中電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選______________．(用序號字母表示)(2)為使實驗誤差盡可能減小，畫出實驗電路圖．【解析】

(1)電流表、電壓表的選擇由小燈泡的標(biāo)識可知其額定電壓為U1＝6V，額定電流為I1＝0.1A，在額定電壓下的電阻為R＝60Ω.為了安全，小燈泡兩端所加電壓不能超過6V，(通過小燈泡的電流不能超過0.1A)，要測I－U圖線，其電壓變化范圍應(yīng)在0～6V間．因此電壓表應(yīng)選擇B，電流表應(yīng)選擇C.(2)電流表內(nèi)外接法的選擇由于電流表、電壓表內(nèi)阻的影響，不管采用電流表內(nèi)接還是外接都將引起系統(tǒng)誤差．本實驗中小燈泡的最大電阻約R1＝60Ω，R1?RV，為了減小誤差，應(yīng)當(dāng)用電流表外接法．(3)控制電路的選擇本題中若采用限流電路，其電路中的最小電流是Imin＝0.1A，顯然不符合實驗要求；且實驗數(shù)據(jù)應(yīng)包括電壓在零附近的數(shù)值，故只能用分壓接法．實驗電路圖如下圖所示．(2010年鹽城模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中，用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按下圖所示方式連接好電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關(guān)后：(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠亮度能發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零，則可能是________導(dǎo)線斷路．(2)某同學(xué)測出電源和小電珠的U－I圖線如右圖所示，將小電珠和電阻R串聯(lián)后接到電源上，要使電路中電流為1.0A，則R＝________Ω.(3)某同學(xué)在實驗中還測出a、b、c三種元件的伏安特性曲線分別如下圖所示中的(a)、(b)、(c)，下列說法正確的是 ()A．a(chǎn)可以作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用B．b能作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用C．b的阻值隨電壓升高而增大D．c的阻值隨電壓升高而增大【解析】

(1)若調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠的亮度變化，但電壓表、電流表示數(shù)總不能為零，說明滑動變阻器不起分壓作用，所以可能是g導(dǎo)線斷路．(2)由電源的U－I線知E＝3.0V，r＝1Ω，當(dāng)小電珠與電阻串聯(lián)后由閉合電路歐姆定律得E＝I(R＋r＋R燈)又由小電珠的U－I線得R燈＝＝1.2Ω解得R＝0.8Ω(3)因a元件的I－U線是直線，說明電阻隨電壓的變化不變，故可作為標(biāo)準(zhǔn)電阻，故A對，B錯．因I－U線的斜率倒數(shù)表示電阻值的變化，故C對D錯，選A、C.1．一只小燈泡，標(biāo)有“3V1.5W”字樣．現(xiàn)要描繪小燈泡0～3V的伏安特性曲線．實驗器材有：A．最大阻值為10Ω的滑動變阻器B．電動勢為6V、內(nèi)阻約為1.0Ω的電源C．量程為0.6A、內(nèi)阻約為1.0Ω的電流表A1D．量程為3A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表A2E．量程為3V、內(nèi)阻約為6kΩ的電壓表V1F．量程為15V、內(nèi)阻約為10kΩ的電壓表V2G．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)電壓表應(yīng)選用________；電流表應(yīng)選用________．(將選項代號的字母填在橫線上)(2)在該實驗中，設(shè)計了如圖所示的四個電路．為了減小誤差，應(yīng)選取的電路是________(將選項代號的字母填在橫線上)．(3)以下是該實驗的操作步驟：A．將電流表、電壓表、變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確連接成電路B．調(diào)節(jié)滑動變阻器觸頭的位置，保證閉合開關(guān)前使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大C．閉合開關(guān)，記下電流表、電壓表的一組示數(shù)(U，I)，移動變阻器的滑動觸頭，每移動一次記下一組(U，I)值，共測出12組數(shù)據(jù)D．按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點并將各點用直線段連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線指出以上步驟中存在錯誤或不妥之處并修改：_____【答案】

(1)EC(2)C(3)步驟B不妥，應(yīng)為：閉合開關(guān)前應(yīng)使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的電阻為零．(或B步驟中，應(yīng)使滑動變阻器的電阻最小)步驟D有錯，應(yīng)為：按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點并將各點用一條平滑的曲線連接起來．

2．在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實驗中，實驗室備有下列器材供選擇：A．待測小燈泡“3.0V1.5W”B．電流表(量程3A，內(nèi)阻約為1Ω)C．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約為5Ω)D．電壓表(量程3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ)E．電壓表(量程15.0V，內(nèi)阻約為50kΩ)F．滑動變阻器(最大阻值為100Ω，額定電流50mA)G．滑動變阻器(最大阻值為10Ω，額定電流1.0A)H．電源(電動勢為4.0V，內(nèi)阻不計)I．電鍵及導(dǎo)線等(1)為了使實驗完成的更好，電流表應(yīng)選用________；電壓表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(yīng)選用________．(只需填器材前面的字母即可)(2)請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖．(3)某同學(xué)在一次測量時，電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示．則電壓值為________V，電流值為________A，小燈泡的實際功率為________W.【解析】

待測小燈泡“3.0V1.5W”，額定電流0.5A，額定電壓為3V，因此電流表選C，電壓表選D，滑動變阻器采用分壓式接法較準(zhǔn)確，滑動變阻器選G，小燈泡電阻很小，電流表外接．【答案】

(1)CDG(2)如圖所示3．(2009年浙江理綜)(1)如下圖甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請你在實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接．(2)某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V25W”、“220V300W”、“220V500W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測量燈泡阻值如圖乙所示．該燈泡的阻值是________Ω，標(biāo)稱的額定功率為________W.【解析】

由多用電表測得的是燈泡的冷電阻，而燈泡的正常工作電阻要比冷電阻大得多，故標(biāo)稱的額定功率為25W.【答案】

(1)連線如圖(2)160254．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下：小燈泡L，“3.8V0.3A”電壓表V，量程0～5V，內(nèi)阻5kΩ電流表A1，量程0～100mA，內(nèi)阻4Ω電流表A2，量程0～500mA，內(nèi)阻0.4Ω滑動變阻器R1，最大阻值10Ω，額定電流1.0A滑動變阻器R2，最大阻值5Ω，額定電流0.5A直流電源E，電動勢約為6V，內(nèi)阻約為0.5Ω導(dǎo)線、電鍵等(1)在上述器材中，滑動變阻器應(yīng)選________；電流表應(yīng)選________．(填元件的物理符號)(2)在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號．【解析】

(1)本題變壓器采用分壓接法，通常應(yīng)當(dāng)選用最大阻值小的滑動變阻器，但本題中如果選用R2，則電路中的電流會超過R2允許通過的最大電流，故滑動變阻器應(yīng)當(dāng)選擇R1.電流表A1的量程太小，故電流表應(yīng)當(dāng)選擇A2.(2)電路如圖所示，由于電壓要從0開始測量，滑動變阻器用分壓接法；因為燈泡的內(nèi)阻比較小，電流表用外接法．【答案】(1)R1A2(2)電路圖如圖所示5．(2010年海淀模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下：器材規(guī)格器材規(guī)格小電珠標(biāo)有“3.8V，0.3A”字樣滑動變阻最大阻值10Ω，器R1額定電流1.0A電壓表V量程0～5V，內(nèi)阻5kΩ滑動變阻器R2最大阻值1kΩ，額定電流0.5A電流表A1量程0～100mA，內(nèi)阻4Ω直流電源E電動勢約為6V，內(nèi)阻約為0.5Ω電流表A2量程0～500mA，內(nèi)阻0.4Ω導(dǎo)線、電鍵等(1)在上述器材中，滑動變阻器應(yīng)選________；電流表應(yīng)選________．(2)在下圖所示中用筆畫線代替導(dǎo)線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路．(3)利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I－U坐標(biāo)系中，描繪出了右圖所示的小電珠的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出圖