浙江省杭州育华学校2023届高考物理一轮复习讲义：实验八 描绘小灯泡的伏安特性曲线

实验八: 描绘小灯泡的伏安特性曲线 一、实验目的 1.描绘小灯泡的伏安特性曲线。 2.分析曲线变化规律。 二、实验原理 用电流表测流过小灯泡的电流，用电压表测出加在小灯泡两端的电压，测出多组对应的U、I值，在直角坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来。 三、实验器材 小灯泡、4V~6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干 四、实验步骤 1．连接电路：将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关用导线按照电路图连接起来。 2. 测出小灯泡在不同电压下的电流。移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入已经画好的表格中。 3．画出伏安特性曲线。 ⑴在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系。 ⑵在坐标纸上描出各做数据对应的点。注意横纵坐标的比例标度选取要适中，以使所描图线占据整个坐标纸为宜。 ⑶将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线 4.拆除电路，整理仪器。 五、注意事项 1．电路的连接方式 ⑴电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与0-0.6A的电流表串联式，电流表的分压影响很大。 ⑵滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始变化。 2．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处于恰当的位置（应该使小灯泡被短路）。 3．保持小灯泡电压接近额定值是要缓慢增加，到额定值，记录I后马上断开开关。 4．误差较大的点药舍去，U-I图像应是平滑曲线而非折线。 ( 例1.（ ★★★ ） 要测绘一个标有 “ 3V ， 0.6W ” 小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由 , 零逐渐增加到 3V ，并便于操作。已选用的器材有： 电池组（电动势为 4.5V ，内阻约 1 Ω ): 电流表（量程为 0~250mA ．内阻约 5 Ω ); 电压表（量程为 0~3V ．内限约 3k Ω ): 电键一个、导线若干。 ① 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的（填字母代号）。 A.滑动变阻器（最大阻值 20 Ω , 额定电流 1A) B.滑动变阻器（最大阻值 1750 Ω , 额定电流 0.3A) ② 实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）。 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5V ，内阻为 50 Ω 的电源两端，小灯泡消耗的功率是＿ W 。 ) 【考点】描绘小灯泡伏安特性曲线 【解析】①滑动变阻器用小阻值的，便于调节，所以用最大阻值为20Ω的滑动变阻器，故选A。②因要求小灯泡电压从零调，所以滑动变阻器应用分压式，由于小灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，故选B。③在小灯泡的伏安特性曲线图象中，再根据，即，作出电源的I-U图象，如图所示，由图示可知，由该电源对该小灯泡供电，电路电流I=0.1A，电路外电压U=1V，小灯泡消耗的电功率P=IU=0.1W。 【答案】①A ②B ③0.1 【教学建议】本题考查电学实验仪器的选择、电路设计、伏安特性曲线等知识点，意在考查考生对基本实验的设计能力以及应用图象法解题的方法。 ( 例2.（ ★★★ ） 某同学为了研究规格为 “2 v ， 0.36 W” 小灯泡的伏安特性曲线，现备有下列器材 ： ① 电源E （干电池两节，内阻很小） ② 电压表 （ 量 程 3 V ，内阻约 ） ③ 毫安表 （量程50 mA ，内阻为 ） ④ 定值电阻三个 ： ⑤ 滑动变阻器 R 0 （最大阻值 ，额定电流 1．5 A ） ⑥ 开关 S 及导线若 干 根据以上器材试解答 下 列问题 （1）该同学通过研究发现毫安表量程过小，因此在三个定值电阻中选择电阻 ______ （ 填 R 1 或 R 2 ， R 3 ） 将毫安表虽程扩大，以满足实验 要 求。 （2）请在虚线方框内画出实验的原理图，并在图中标出题中所给的表示各元件的符号。 ) 【考点】描绘小灯泡伏安特性曲线 【解析】小灯泡额定电流为0.18A，应选定值电阻R1由于灯泡电阻，因此采用电流表外接法。为使小灯泡电压能达到额定电压，滑动变阻器应采用分压接法。 【答案】（1）R1（2） 【教学建议】学会根据现有器材，通过计算选择器材和设计电路的连接方式。 ( 例3.（ ★★★ ） 某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中： ①在小电珠 接 入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量。（填选项前的字母） A.直流电压10V B.直流电流5 mA C.欧姆×100 D.欧姆×1 ②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为华东变阻器（阻值范围0~20 ,额定