實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1. .電流表外接法：電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小電珠燈絲的電阻值較小，本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小電珠燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法。因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法。2. .滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實(shí)驗(yàn)要作出本實(shí)驗(yàn)要作出IU圖象，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、圖象，要求測(cè)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。電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。3.保護(hù)元件安全：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)位于圖中的片應(yīng)位于圖中的a端。加在小電珠兩端的電壓不要超過(guò)其額端。加在小電珠兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓。定電壓。誤差分析誤差分析1. .由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的響會(huì)帶來(lái)誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值。電流值大于真實(shí)值。2. .測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差。測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差。3.在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差。在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差。熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)【例【例1】有一個(gè)小電珠上標(biāo)有有一個(gè)小電珠上標(biāo)有“4 V2 W”的字樣，現(xiàn)在要用的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)電珠的伏安法描繪這個(gè)電珠的IU圖線。有下列器材供選用：圖線。有下列器材供選用：A. .電壓表電壓表(05 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻10 k)B. .電壓表電壓表(010 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻20 k)C. .電流表電流表(00.3 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻1 )D. .電流表電流表(00.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.4 )E. .滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(5 ，1 A)F. .滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(500 ，0.2 A)(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用，電流表應(yīng)選用_。(用序用序號(hào)字母表示號(hào)字母表示)(2)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓從零開始變化且多取幾組為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_。(用序號(hào)字母表示用序號(hào)字母表示)(3)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖1中所示的中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖。實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖。圖圖1(2)由題意可知，電壓從零開始變化，并要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，由題意可知，電壓從零開始變化，并要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，故選小的滑動(dòng)變阻器，故選E。答案答案(1)AD(2)E(3)圖見解析圖見解析1. .滑動(dòng)變器的選取：滑動(dòng)變器的選?。涸诜謮弘娐分?，一般選用全電阻小在分壓電路中，一般選用全電阻小于用電器電阻的滑動(dòng)變阻器。在限流電路中，一般選于用電器電阻的滑動(dòng)變阻器。在限流電路中，一般選用全電阻和用電器電阻相差不多或大幾倍的滑動(dòng)變阻用全電阻和用電器電阻相差不多或大幾倍的滑動(dòng)變阻器。器。2.滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式3.兩種接法的適用條件兩種接法的適用條件(1)限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻(跟滑動(dòng)變阻跟滑動(dòng)變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的最大電器的最大電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的最大電阻還小阻還小)。(2)分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)一般比滑動(dòng)變阻器的最大電阻要大變阻器的最大電阻要大)。(3)若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法。式接法?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練1】(2017全國(guó)卷全國(guó)卷，23)某同學(xué)研究小燈泡的伏某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡安特性，所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓額定電壓3.8 V，額定電，額定電流流0.32 A)；電壓表；電壓表 (量程量程3 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻3 k)；電流表；電流表 (量程量程0.5 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.5 )；固定電阻；固定電阻R0(阻值阻值1 000 )；滑動(dòng)變阻器；滑動(dòng)變阻器R(阻值阻值09.0 )；電源；電源E(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)5 V，內(nèi)阻不計(jì)，內(nèi)阻不計(jì))；開關(guān)；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。導(dǎo)線若干。(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。行測(cè)量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖2 a所示。所示。圖圖2由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_(填填“增增大大”“不變不變”或或“減小減小”)，燈絲的電阻率，燈絲的電阻率_(填填“增大增大”“不變不變”或或“減小減小”)。(3)用另一電源用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成和題給器材連接成圖圖b所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)的實(shí)際功率。閉合開關(guān)S，在，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為功率為_ W，最大功率為，最大功率為_ W。(結(jié)果均保留兩結(jié)果均保留兩位小數(shù)位小數(shù))(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大為當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大為9.0 時(shí)，電路中的電流最小，時(shí)，電路中的電流最小，燈泡實(shí)際功率最小，由燈泡實(shí)際功率最小，由EUI(Rr)得得U10I4，作出，作出圖線圖線如圖所示。如圖所示。答案答案(1)見解析見解析(2)增大增大增大增大(3)0.39 W1.17 W2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象的變遷實(shí)驗(yàn)對(duì)象的變遷熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點(diǎn)。不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點(diǎn)。1. .以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系。關(guān)系。3. .數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)采用采用“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。【例【例2】如圖】如圖3甲所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡燈絲電阻的甲所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線圖。關(guān)系曲線圖。(1)在圖乙中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖在圖乙中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(根據(jù)該電路圖可得到根據(jù)該電路圖可得到UI關(guān)系的關(guān)系的完整曲線完整曲線)，可用的器材有：電壓傳感器、電流傳感器、滑動(dòng)，可用的器材有：電壓傳感器、電流傳感器、滑動(dòng)變阻器變阻器(變化范圍變化范圍050 )、電動(dòng)勢(shì)為、電動(dòng)勢(shì)為6 V的電源的電源(不計(jì)內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻)、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。圖圖3圖圖4 (2)如果將該小燈泡分別接入圖如果將該小燈泡分別接入圖4甲、乙兩個(gè)不同電路，其中甲、乙兩個(gè)不同電路，其中甲電路的電源為一節(jié)干電池，乙電路的電源為三節(jié)干電池，甲電路的電源為一節(jié)干電池，乙電路的電源為三節(jié)干電池，每節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為每節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)電阻為，內(nèi)電阻為1.5 ，定值電阻，定值電阻R18 。則接入。則接入_(填填“甲甲”或或“乙乙”)電路時(shí)，小燈泡較亮些。電路時(shí)，小燈泡較亮些。(3)在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為_W。(4)若將電路乙中的電阻若將電路乙中的電阻R替換為另一個(gè)完全相同的小燈泡，其替換為另一個(gè)完全相同的小燈泡，其他條件不變，則此時(shí)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為他條件不變，則此時(shí)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為_W。解析解析由于要畫出由于要畫出UI關(guān)系的完整曲線，必須用分壓接法畫出實(shí)關(guān)系的完整曲線，必須用分壓接法畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。分別在小燈泡燈絲電阻的驗(yàn)電路圖。分別在小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線圖上畫出電源關(guān)系曲線圖上畫出電源的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系的曲線交點(diǎn)即為關(guān)系的曲線交點(diǎn)即為工作點(diǎn)。顯然接入圖工作點(diǎn)。顯然接入圖4甲電路時(shí)，燈泡中電流較大，小燈泡較亮些。甲電路時(shí)，燈泡中電流較大，小燈泡較亮些。在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為PUI10.15 W0.15 W。若將電路乙中的電阻若將電路乙中的電阻R替換為另一個(gè)完全相同的小燈泡，其他條件替換為另一個(gè)完全相同的小燈泡，其他條件不變，可等效為電動(dòng)勢(shì)為不變，可等效為電動(dòng)勢(shì)為2.25 V、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為2.25 的電池連接一個(gè)燈的電池連接一個(gè)燈泡，在小燈泡燈絲電阻的泡，在小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線圖上畫出電源關(guān)系曲線圖上畫出電源(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)2.25 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻2.25 )的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系關(guān)系曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值為電源輸出電流曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值為電源輸出電流I0.26 A，此時(shí)電源內(nèi)，此時(shí)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為部的發(fā)熱功率為PI2r0.2624.5 W0.30 W。答案答案(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)甲甲(3)0.15(4)0.30【變式訓(xùn)練【變式訓(xùn)練2】2016天津理綜，天津理綜，9(3)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”字樣小燈泡字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整?？晒┰撏瑢W(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，確、繪制曲線完整。可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：還有：電壓表電壓表V1(量程量程03 V，內(nèi)阻等于，內(nèi)阻等于3 k)電壓表電壓表V2(量程量程015 V，內(nèi)阻等于，內(nèi)阻等于15 k)電流表電流表A1(量程量程0200 mA，內(nèi)阻等于，內(nèi)阻等于10 )電流表電流表A2(量程量程03 A，內(nèi)阻等于，內(nèi)阻等于0.1 )滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1(010 ，額定電流，額定電流2 A)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R2(01 k，額定電流，額定電流0.5 A)定值電阻定值電阻R3(阻值等于阻值等于1 )定值電阻定值電阻R3(阻值等于阻值等于1 )定值電阻定值電阻R4(阻值等于阻值等于10 )定值電阻定值電阻R5(阻值等于阻值等于1 k)電源電源E(E6 V，內(nèi)阻不計(jì)，內(nèi)阻不計(jì))(1)請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁。旁。(2)該同學(xué)描繪出的該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的圖象應(yīng)是下圖中的_。答案答案(1)如圖所示如圖所示(2)B1.如圖如圖5是小紅同學(xué)在做是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖。實(shí)物連接圖。圖圖5圖圖6(1)根據(jù)圖根據(jù)圖5在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖6中中的、所示，電流表量程為的、所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為，電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為：。所示讀數(shù)為：_、_、_、_。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為_和和_。解析解析(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線需要測(cè)量電壓范圍大，描繪小燈泡的伏安特性曲線需要測(cè)量電壓范圍大，變阻器用分壓接法，小燈泡電阻比較小，電流表要外接，電變阻器用分壓接法，小燈泡電阻比較小，電流表要外接，電路圖如圖所示。路圖如圖所示。答案答案(1)見解析見解析(2)0.10 A(0.100.02均可均可) 0.24 A2.00 V0.27 V(0.270.01均可均可)；8.3 (8.30.1均可均可)2.7 (2.70.1均可均可)2.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件，該電學(xué)元某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件，該電學(xué)元件上標(biāo)有件上標(biāo)有“最大電流不超過(guò)最大電流不超過(guò)6 mA，最大電壓不超過(guò)，最大電壓不超過(guò)7 V”，同學(xué)，同學(xué)們想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線，他們?cè)O(shè)計(jì)的們想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線，他們?cè)O(shè)計(jì)的一部分電路如圖一部分電路如圖7所示，圖中定值電阻所示，圖中定值電阻R1 k，用于限流；，用于限流；電流表量程為電流表量程為10 mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為5 ；電壓表；電壓表(未畫出未畫出)量程為量程為10 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為10 k；電源電動(dòng)勢(shì)；電源電動(dòng)勢(shì)E為為12 V，內(nèi)阻不計(jì)。，內(nèi)阻不計(jì)。圖圖7(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇：實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇：A. .阻值阻值0200 ，額定電流，額定電流0.3 AB. .阻值阻值020 ，額定電流，額定電流0.5 A應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是_(填填“A”或或“B”)。正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：12345678910U/V0.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40I/mA0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50(2)由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與與_之間之間(填填“O”或或“P”)；(3)將電路圖在虛線框中補(bǔ)充完整；將電路圖在虛線框中補(bǔ)充完整；( 4 ) 從 表 中 數(shù) 據(jù) 可 知 ， 該 電 學(xué) 元 件 的 電 阻 的 特 點(diǎn) 是 ：從 表 中 數(shù) 據(jù) 可 知 ， 該 電 學(xué) 元 件 的 電 阻 的 特 點(diǎn) 是 ：_。(3)描繪伏安特性曲線，電壓與電流從零開始變化，滑動(dòng)變阻描繪伏安特性曲線，電壓與電流從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由器應(yīng)采用分壓接法，由(2)可知，電流表采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電可知，電流表采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：路圖如圖所示：解析解析(1)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器A允許的最大電壓為允許的最大電壓為0.3200 V60 V12 V，滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器B兩端所能加的最大電壓為兩端所能加的最大電壓為0.520 V10 V12 V，為保證安全，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選，為保證安全，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選A。(4)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)元件兩端的電壓小于由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)元件兩端的電壓小于6 V時(shí)，電路電時(shí)，電路電流很小，幾乎為零，由歐姆定律可知，元件電阻非常大，不導(dǎo)流很小，幾乎為零，由歐姆定律可知，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于電；當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí)，隨著電壓的升高電流迅速增大，時(shí)，隨著電壓的升高電流迅速增大，電壓與電流的比值減小，電阻變小。電壓與電流的比值減小，電阻變小。答案答案(1)A(2)P(3)電路圖見解析圖電路圖見解析圖(4)當(dāng)元件兩端的電壓當(dāng)元件兩端的電壓小于小于6 V時(shí)，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于時(shí)，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí)，隨著電壓的升高而電阻變小時(shí)，隨著電壓的升高而電阻變小