第八章 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

实验九　描绘小电珠的伏安特性曲线 ◆ 注意事项 1．电路的连接方式 (1)电流表应采用外接法：因为小电珠(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连接：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，滑动变阻器的触头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．误差较大的点要舍去，I－U图线应是平滑曲线而非折线． ◆ 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，要严格按照读数规则读数． 3．在坐标纸上描点、作图带来操作误差． 热点一　电路设计和实验原理 [典题例析] [典例1]　(2020·全国卷Ⅱ，23)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性．所用器材有：电流表A1(量程200 mA，内阻Rgl＝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)． [解析]　(1)根据电路图连接实物图如图所示 (2)①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压，故根据欧姆定律有U＝I1(Rg1＋R0)； ②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为I＝I2－I1； ③因为小灯泡的额定电压为3.6 V，故根据题目中已知数据代入①中可知I1不能超过180 mA； (3)根据表中数据可知当I1＝173 mA时，I2＝470 mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U＝3.46 V；流过小灯泡的电流为I＝297 mA＝0.297 A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为R＝＝ Ω＝11.6 Ω； (4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6 V，而电流表A1不能超过其量程200 mA，此时结合①有3.6＝0.2×(10＋R0) 解得R0＝8.0 Ω，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于8.0 Ω. [答案]　(1) (2)I1(Rg1＋R0)　I2－I1　180　(3)11.6　(4)8.0 [跟踪训练] 1．有一个小电珠上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的I－U”图线，现有下列器材供选用： A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ) B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ) C．电流表(0～3 A，内阻0.4 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻1.0 Ω) E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(500 Ω，1 A) G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干 (1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)实验中所用电压表应选用　________　，电流表应选