第9章 实验10 描述小电珠的伏特安特性曲线（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（老教材老高考）

实验十　描绘小电珠的伏安特性曲线　►对应学生用书P210 【实验目的】 　1.会选择实验器材，连接控制电路及测量电路。2.会根据电路进行正确的实物连线。3.会实验操作，描绘出小电珠的伏安特性曲线。 　备考第1步——理清实验过程，注意实验事项 一、实验原理 1．实验原理图：如图甲； 2．测多组小电珠的U、I的值，并绘出I­U图像； 3．由图线的斜率反映电流与电压和电阻的关系。 二、实验器材 小电珠“3.8 V，0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。 三、进行实验及数据处理 1．将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路。 2．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，并将测量数据填入自己设计的表格中。 3．数据处理 (1)在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系。 (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点。 (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线。 四、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，与量程为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0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0的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从0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．I­U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。 五、误差分析 1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。 2．测量时读数带来误差。 3．在坐标纸上描点、作图带来误差。 　备考第2步——研典题破重难，透析高考考法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 类型1 基础实验过关 【典例引领】 【例1】现要用伏安法描绘一只标值为“2.5 V，0.6 W”小灯泡的I­U图线，有下列器材供选用： A．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ) B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω) C.滑动变阻器(10 Ω，2 A) D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A) E．蓄电池(电动势6 V，内阻不计) (1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接________(填“M”或“N”)，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)。 (2)根据选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需要电路。 (3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于______________端(选填“A”“B”或“AB正中间”)。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为__________。 解析：(1)由电路图可知，电路采用了滑动变阻器分压式接法；因灯泡电阻较小，故电流表采用外接法，故S1应接在M点；因采用分压式接法，故滑动变阻器采用总阻值较小的C。 (2)根据实验原理图画出实物图。 (3)为了保证实验安全，开始时灯泡两端的电压应为最小，故滑动变阻器的滑片应在A端；由题意可知，电压表示数变化明显，说明电压表与电源相连，且滑动变阻器连接正常，而电流表没有示数说明电路是断开的，由电路图可知，只能是灯泡发生了断路故障。 答案：(1)M　C　(2)见解析图　(3)A　灯泡断路 【跟踪训练】 1．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率为0.5 W，此外还有以下器材可供选择： A．直流电源3 V(内阻不计) B．直流电流表A1：量程0～300 mA(内阻约为5 Ω) C．直流电流表A2：量程0～3 A(内阻约为0.1 Ω) D．直流电压表V：量程0～3 V(内阻约为3 kΩ) E．滑动变阻器R1：阻值范围0～100 Ω，额定电流0.5 A F．滑动变阻器R2：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A G．导线和开关 实验要求：滑动变阻器便于调节，小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。 (1)实验中电流表应选用________(填写仪器前的字母)； (2)在图甲所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片P向b端滑动时，灯泡变亮)； (3)根据实验数据，画出小灯泡的I­U图线如图乙所示。由此可知，当电压为0.5 V时，小灯泡的灯丝电阻是________Ω。 (4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的