第8章 实验9 描绘小电珠的伏安特性曲线(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

　描绘小电珠的伏安特性曲线 教材原型实验　 1．某同学想要描绘标有“3.8 V　0.3 A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有： 电压表V：量程0～5 V，内阻约5 kΩ 电流表A1：量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω 电流表A2：量程0～100 mA，内阻约4 Ω 滑动变阻器R1：最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A 滑动变阻器R2：最大阻值100 Ω，额定电流1.0 A 直流电源E：电动势约6 V，内阻可忽略不计 (1)上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________(填写所选器材的字母符号)。 (2)该同学正确选择仪器后连接了如图所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题： ①_____________________________________________________ ______________________________________________________； ②_____________________________________________________ _________________________________________________________。 [解析]　(1)灯泡额定电流为0.3 A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压式接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。 (2)由于灯泡内阻较小，为了减小实验误差，故只能采用电流表外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压式接法；该电路中电流表采用内接法以及限流式接法，故要改为电流表外接法和分压式接法。 [答案]　(1)A1　R1　(2)电流表应采用外接法　滑动变阻器应采用分压接法 2．(2022·全国乙卷)一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻Rx在0～5 mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表○V (量程为3 V，内阻很大)，电流表○A (量程为1 mA，内阻为300 Ω )，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干。 (a) (1)要求通过Rx的电流可在0～5 mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图； (2)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为________(选填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(选填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻； (3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时Rx两端的电压为________V，流过Rx的电流为________mA，此组数据得到的Rx的阻值为________Ω(保留3位有效数字)。 (b)　　　　　　　　　　(c) [解析]　(1)该实验探究待测电阻Rx在0～5 mA范围内的伏安特性，因此滑动变阻器采用分压式连接，电压表的内阻很大，故可看成理想电压表，故采用电流表外接法，由于题目中给的电流表量程太小，故应与电流表并联一定值电阻扩大其量程。 (2)滑动变阻器R选最大阻值为10 Ω的，方便调节；又因电流表的量程为1 mA，内阻为300 Ω，通过测量电阻的最大电流为5 mA，因此电流表量程应扩大为原来的5倍，因此分流电阻阻值应为该电流表内阻的四分之一，故电流表并联的电阻的阻值为R0＝75 Ω。 (3)Rx两端电压即为电压表读数2.30 V；因电流表并联R0，量程扩大，通过待测电阻的电流为电流表读数的5倍，即通过Rx的电流为5×0.84 mA＝4.20 mA，故Rx＝ Ω≈548 Ω。 [答案]　(1)如图所示　(2)10 Ω　75 Ω　(3)2.30　4.20　548 3．(2021·全国甲卷)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡(额定电压2.5 V，额定电流0.3 A)、电压表(量程300 mV，内阻300 Ω)、电流表(量程300 mA，内阻0.27 Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0～20 Ω)、电阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)、电源E(电动势6 V，内阻不计)、开关S、导线若干。完成下列填空： (a) (1)有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0～300 mA的U­I 曲线，R0应选取阻值为________Ω的定值电阻。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________(选填