实验九 测绘小电珠的伏安特性曲线-2021年高考物理必考实验专题突破

实验九　测绘小电珠的伏安特性曲线（原卷版） 1.实验原理 　　(1)测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图象。 (2)图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。 2.实验器材 　　学生电源(4 V~6 V直流)或电池组、小电珠(3.8 V　0.3 A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干。 3.实验步骤 　　(1)确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按实验原理图连接好实验电路。 　　(2)把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端,接线经检查无误后,闭合开关S。 (3)移动滑动变阻器的滑片,测出14组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S。 U/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 I/A U/V 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 I/A 　　(4)拆除电路,整理仪器。 4.数据处理 　　(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接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线。 5.误差分析 　　(1)由于电压表、电流表不是理想电表,电表内阻对电路的影响会带来误差。 (2)电流表、电压表的读数带来误差。 (3)在坐标纸上描点、作图带来的误差。 6.注意事项 　　(1)电路的连接方式 ①电流表应采用外接法:小电珠(3.8 V　0.3 A)的电阻很小,与0~0.6 A的电流表串联时,电流表的分压影响很大。 ②滑动变阻器应采用分压式接法:目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。 (2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。 (3)I-U图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右绘点要密,以防出现较大误差。 (4)当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加,到额定值记录I后马上断开开关。 (5)误差较大的点舍去,I-U图线应是平滑曲线而非折线。 【最新高考真题解析】 1.（2020年全国II卷）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω），电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。 （1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线______。 （2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U=_______，流过小灯泡的电流I=_______。为保证小灯泡的安全，I1不能超过_______mA。 （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。 I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R=_______Ω（保留1位小数）。 （4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于_______Ω（保留1位小数）。 2.（2020年江苏卷）某同学描绘一种电子元件的关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表， mA为电流表，E为电源（电动势约），R为滑动变阻器（最大阻值），为定值电阻，S为开关。 (1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整____________。 (2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表： 电压 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线____________。 (3)根据作出的图线可知，该元件是_________（选填“线性”或“非线性”）元件。 (4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻，会导致的两个后果是_________。 A．电压和电流的测量误差增大 B．可能