實(shí)驗(yàn)9測繪小燈泡的伏安特性曲線(必考)考綱解讀(1)會測繪小燈泡的伏安特性曲線。(2)會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.滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實(shí)驗(yàn)要作出I­U圖線，要求測出一組包括零在內(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)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實(shí)值。2.測量時(shí)讀數(shù)帶來誤差。3.在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差。考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及基本操作1.實(shí)驗(yàn)器材的選擇(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0.6 A。用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(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)到滿刻度的以上。從便于操作來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓式接法要選用小阻值滑動變阻器。2.電流表、電壓表測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UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值R測RxRARx，測量值大于真實(shí)值R測Rx，測量值小于真實(shí)值適用條件RARxRVRx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)3.滑動變阻器兩種接法的比較限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍UE0UE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍I0I分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護(hù)電路元件1.(2016·10月浙江選考)“測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。小王的連線如圖甲所示，閉合開關(guān)S前請老師檢查，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，閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器滑片C移到_(填“A”或“B”)處。閉合開關(guān)S，此時(shí)電壓表讀數(shù)為_V，緩慢移動滑片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。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；閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器滑片C移到A處；閉合開關(guān)S，此時(shí)電壓表讀數(shù)為0 V；緩慢移動滑片C至某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.32 A。答案A00.322.圖為“測繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5 V。(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使它靠近滑動變阻器_(填“左端”或“右端”)的接線柱；閉合開關(guān)后，逐漸移動滑動變阻器的滑片，_；斷開開關(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)在虛線框中畫出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖。解析（1）滑動變阻器為分壓式接法，故閉合開關(guān)前，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）見解析圖3.以下是“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的操作步驟：A.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，記下每次調(diào)節(jié)時(shí)電流表、電壓表的一組示數(shù)I、U，測出若干組數(shù)據(jù)。B.將電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確連接成電路，滑動變阻器采用分壓式接法，如圖所示。C.調(diào)節(jié)滑片，使閉合開關(guān)前滑片處于滑動變阻器的最左端。D.按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用直線段連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線。（1）以上各步驟中存在錯(cuò)誤或不足的是。應(yīng)如何改正？_。（2）將各步驟糾正后，按實(shí)驗(yàn)先后順序排列起來。答案（1）D應(yīng)將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來（2）BCAD考點(diǎn)二電路設(shè)計(jì)、實(shí)物連線及數(shù)據(jù)處理1.電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)的思路與方法（1）首先應(yīng)明確題目的要求，看清題目要求測定什么物理量，驗(yàn)證、探究什么物理規(guī)律，或要求設(shè)計(jì)達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)的電路等。其設(shè)計(jì)原則是：安全、方便、經(jīng)濟(jì)。（2）測量電路的選擇。（3）控制電路的選擇。下列情況下滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法題設(shè)條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不夠。題設(shè)條件中的滑動變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值。題設(shè)要求回路中某部分電路兩端的電壓從零開始連續(xù)變化。2.實(shí)物連線的原則（1）先串后并，接線到柱，注意量程和正負(fù)。（2）對限流電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可（注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處）。（3）對分壓電路，應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點(diǎn)的電勢高低，根據(jù)“伏安法”部分電表正負(fù)接線柱的情況，將“伏安法”部分接入該兩點(diǎn)。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析（1）結(jié)果：描繪出的小燈泡燈絲的伏安特性曲線不是直線，而是向橫軸彎曲的曲線。（2）分析：曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變大，說明小燈泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大。1.某學(xué)習(xí)小組要描繪一個(gè)標(biāo)有“3.6 V，1.2 W”的小燈泡的伏安特性曲線，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有下列器材可供選擇：直流電源E（電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計(jì)）電壓表V（量程5 V，內(nèi)阻約為5 k）電流表A1（量程350 mA，內(nèi)阻約為1 ）電流表A2（量程150 mA，內(nèi)阻約為2 ）滑動變阻器R1（阻值0200 ）滑動變阻器R2（阻值010 ）（1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選，滑動變阻器應(yīng)選；（填寫器材代號）（2）如圖所示，以下的四個(gè)電路中應(yīng)選用 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。解析（1）燈泡的規(guī)格為“3.6 V，1.2 W”，則燈泡的額定電流I A333 mA，燈泡的電阻Rx10.8 ，觀察所給器材的規(guī)格，電流表應(yīng)該用量程為350 mA的A1，測量燈泡的伏安特性曲線，小燈泡的電壓和電流需要從零調(diào)起，所以滑動變阻器應(yīng)該用分壓式接法，所以用R2。（2）據(jù)R10.82<RARV5 000，所以電流表應(yīng)用外接法，所以實(shí)驗(yàn)電路要選擇A圖。答案（1）A1R2（2）A2.用下列器材組裝成描繪電阻R0伏安特性曲線的電路，請將如圖所示實(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）；滑動變阻器R（最大阻值50 ，額定電流1 A）；電池組E（電動勢3 V，內(nèi)阻不計(jì)）；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。解析由于0.5，100，可以看出R0RA，故采用電流表內(nèi)接法。因描繪R0的伏安特性曲線，又因?yàn)殡娮鑂0的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動變阻器的阻值，故采用分壓接法。畫出電路原理圖如圖所示。把實(shí)物與原理圖結(jié)合起來完成連線，注意電壓表、電流表的正、負(fù)接線柱，保證電流從正接線柱進(jìn)從負(fù)接線柱出，連線如圖所示。答案見解析3.（2016·4月浙江選考）在“測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0.3 A。（1）部分連線的實(shí)物照片如圖甲所示，請完成實(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；測繪小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，電壓表、電流表需從0開始調(diào)節(jié)，故滑動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PUI0.18×1.48 W0.27 W。（3）隨著電壓的增大，小燈泡的電阻越來越大，故C正確。答案（1）如解析圖所示（2）1.481.500.27（3）C8