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1、2022年高二物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)七 描繪小電珠的伏安特性曲線 人教版 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 通過實(shí)驗(yàn)來描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律． 【實(shí)驗(yàn)原理】 1．實(shí)驗(yàn)原理：金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而使得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度發(fā)生相應(yīng)變化．對(duì)一只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值可以相差幾倍到十幾倍，它的伏安特性曲線（I－U圖線）并不是一條直線．即燈絲的電阻是非線性的，本實(shí)驗(yàn)通過描繪伏安特性曲線的方法來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)阻值的變化，從而了解它的導(dǎo)電特性． 2．實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡，4V－6V學(xué)生電源，滑動(dòng)變阻器，伏特表，安培表，開關(guān)，導(dǎo)線若干． 3．實(shí)驗(yàn)電

2、路圖：如圖87－1所示。用采用滑線變阻器的分壓式接法。 圖87－1 4．實(shí)驗(yàn)步驟： （l）按上圖連接好電路，把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)臂P調(diào)節(jié)到靠近A端處． （2）閉合電鍵S，把滑動(dòng)臂P調(diào)節(jié)到某個(gè)合適的位置，然后讀出此時(shí)伏特表的示數(shù)U1和安培表的示數(shù)I1，并把它們記錄到下面表格中． （3）把滑動(dòng)片P從近A端逐漸往B端調(diào)節(jié)，重復(fù)步驟（2），讀出并記錄下12組左右不同的電壓值和電流值． （4）斷開電鍵S，拆除電路． （5）以I為縱軸，U為橫軸畫出直角坐標(biāo)系，選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，在坐標(biāo)平面內(nèi)依次描出12組數(shù)據(jù)所表示的點(diǎn)，然后用平滑曲線連接這些點(diǎn)，此曲線就是小燈泡的伏安特

3、性曲線． 【注意事項(xiàng)】 1．本實(shí)驗(yàn)中，因被測(cè)小燈泡燈絲電阻較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法． 2．因本實(shí)驗(yàn)要作I－U圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此變阻器要采用分壓接法． 3．電鍵閉合前變阻器滑片移到圖中所示的A端． 4．電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐漸增大，可在伏特表讀數(shù)每增加一個(gè)定值（如0.5V）時(shí)，讀取一次電流值，并將數(shù)據(jù)（要求兩位有效數(shù)字）記錄在表中．調(diào)節(jié)滑片時(shí)應(yīng)注意伏特表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓． 5．在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，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(cè)量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙；

4、要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來． 【典型例題】 例1 某同學(xué)在做測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中得到如下組U和I的數(shù)據(jù)： 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 燈泡發(fā)光情況 ? 不亮 ? 微亮 ? 逐漸變亮 正常發(fā)光 （1）畫出I-U圖線。 （2）從圖線上可以看出，當(dāng)功率逐漸增大時(shí)，燈絲電阻的變化情況是：________。 （3）這

5、表明導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而_________。 例2 “220V 100W”的白熾燈泡 A和“220V 60W”的白熾燈泡 B的伏安特性曲線如圖87－2所示．若將兩燈泡并聯(lián)接在110V的電源上時(shí)，兩燈泡實(shí)際消耗的功率為多大？ 圖87－2 87．實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線 一、選擇題 1．如圖87－1所示是兩個(gè)不同電阻的I－U圖像，則圖線1、2表示的電阻及兩電阻串聯(lián)或并聯(lián)后的I－U圖像所在的區(qū)域分別是 （ ） 圖87－1 圖87－2 A．1表示電阻大的圖線，并聯(lián)后在區(qū)域Ⅲ B．1表示電阻小的圖線，串聯(lián)后在區(qū)域Ⅱ

6、C．2表示電阻小的圖線，并聯(lián)后在區(qū)域Ⅰ D．2表示電阻大的圖線，串聯(lián)后在區(qū)域Ⅲ 2．如圖87－2所示為電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域．現(xiàn)把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別用P1和P2表示；并聯(lián)的總電阻設(shè)為R．下列關(guān)于P1與P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是( ) A．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1

7、220V，60W”的白熾燈泡，加上的電壓由零逐漸增大到220V．在此過程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示．圖87－3中的圖線肯定不符合實(shí)際的是( ) 圖87－3 4．小燈泡的伏安曲線不是直線，這是因?yàn)椋? A．小燈泡是非純電阻用電器 B．任何導(dǎo)體的電阻率均隨溫度的升高而增大 C．金屬導(dǎo)體的電阻率一般隨溫度的升高而增大 D．以上說法均不正確 5．在圖87－4中，不論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的讀數(shù)幾乎不變，下列情況中，可能發(fā)生的是： 圖87－4 A．只有小燈泡的燈絲

8、斷了 B．只有A端斷開了 C．燈絲斷了且變阻器的A端也斷了 D．電流表沒接好 二、解答題 6．現(xiàn)有下列器材：A、兩節(jié)干電池，內(nèi)阻不計(jì)；B、滑動(dòng)變阻器0～10Ω；C、滑動(dòng)變阻器0～500Ω；D、小燈泡（2.5V，0.5W）；E、開關(guān)；F、導(dǎo)線若干 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使小燈泡兩端的電壓能在0～2.5V范圍內(nèi)較方便地連續(xù)變化。（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ； （2）畫出對(duì)應(yīng)的電路圖。 7．用如圖87－5中所給的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)“12V，5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3A、0．6A兩擋，內(nèi)阻可忽略；電壓表有15V、3V兩擋，內(nèi)

9、阻很大．測(cè)量時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可持續(xù)地從0調(diào)到12V．按要求在實(shí)物圖上連線（其中部分線路已經(jīng)連好）． 圖87－5 8．如圖87—6所示，滑動(dòng)變阻器R1的最大值是200Ω，電阻R2=200Ω，AB兩端電壓U=10V。試求電鍵S斷開和閉合時(shí)，移動(dòng)滑鍵P、R2兩端的電壓變化范圍。 圖87—6 參考答案 1.（1）略 （2）電阻開始不變，后來逐漸增大。（3）增大。 2. PA＝33W PB＝20W ［練習(xí)］1.D 2.C 3.A C D 4.C 5.C 6.（1）C （2）略 7.略 8. S斷開時(shí)，R2兩端電壓變化范圍為5V≤U2≤10V；S閉合時(shí)，R2兩端電壓變化范圍為0≤U2≤10V