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1、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 方法点拨 (1)本实验要求电压必须从 0 开始变化，所以滑动变阻器要用分压式接法.(2) 仪器选择要首先保证安全，其次是保证精确，再次是操作简便，若选不到理想的仪器，其中 几个相比较，选较好的. 1.(2018北师大附中月考)下列为某组同学的“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验. (1)请挑选合适的电表量程， 在图 1 中， 完成余下的电路连线.要求小灯泡两端的电压能从零 开始连续变化. 图 1 (2)根据上述电路， 测量得到了一组实验数据， 并在IU图中描点连线后得到如图 2 中图线a. 该组同学为了进一步研究温度对电阻的影响， 将
2、小灯泡玻璃敲碎后， 使灯丝倒置浸在油杯中， 使灯丝的温度在开始阶段基本不变，更换电表的量程后，再次完成上述实验，得到实验数据 如下表所示.请用表中数据在图 2 上描点，并作出IU图线b. 图 2 次数n123456 电压/V00.501.001.502.002.50 电流/A00.200.400.580.720.80 (3)根据上述的IU图象，比较a、b两条图线的异同，并说明原因 _. 2.(2019四川省成都市一模)某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后，又对一个标 有“6V 3.5W”的小电风扇电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，同研究小灯 泡一样，要求电风扇电动机两端的电
3、压能从零逐渐增加到 6V.实验室备有下列器材： A.电流表(量程：00.6A，内阻约为 1；量程：03A，内阻约为 0.1) B.电压表(量程为 06V，内阻几千欧) C.滑动变阻器R1(最大阻值 10，额定电流 2A) D.滑动变阻器R2(最大阻值 1750，额定电流 0.3A) E.电池组(电动势为 9V，内阻小于 1) F.开关和导线若干 图 3 (1)实验中所用的滑动变阻器应选_(填“C”或“D”)，电流表的量程应选 _(填“”或“”). (2)请用笔画线代替导线将实物图 3 甲连接成符合这个实验要求的电路. (3)闭合开关前， 为防止电动机输入电压过高而损坏， 滑动变阻器滑片P应滑到
4、_(填 “M”或“N”)端. (4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表 示数大于 1V 时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电 阻为_，电动机正常工作时的机械功率为_W.(保留两位有效数字) 3.(2019云南省曲靖一中质检)小明同学想要描绘标有 “4.0V 0.4A” 的小灯泡 L 的伏安特 性曲线，老师要求尽量精准测量，并完整绘制小灯泡的伏安特性曲线，为小明提供的可选用 的实验器材除了电源、开关、导线若干外，还有如下器材可供选择： 电压表 V1(量程 05V，内阻等于 4k) 电压表 V2(量程 015V，内阻等于 1
5、6k) 电流表 A1(量程 0250mA，内阻等于 10) 电流表 A2(量程 03A，内阻等于 0.2) 滑动变阻器R1(015，额定电流 2A) 滑动变阻器R2(015k，额定电流 0.5A) 定值电阻R3(阻值等于 1) 定值电阻R4(阻值等于 10) 定值电阻R5(阻值等于 1) (1)小明根据实验要求，他选择电压表_和滑动变阻器_才能很好地完成实验 (填所给仪器的字母代码). (2)请帮助小明同学在图 4 所示虚线框中画出实验电路图，并标注相关仪器的符号. 图 4 (3)小明同学在你的帮助下描绘出的IU图象应是下图中的_， 由此可得出结论， 小 灯泡的电阻随温度的升高而_(填“减小”
6、或“增大”). 4.在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验器材如下：待测小灯泡(2.5V,0.5A)； 双量程电压表(中间接线柱 3V，内阻约为 3k；右边接线柱 15V，内阻约为 15k)； 双量程电流表(中间接线柱 0.6A，内阻约为 0.125；右边接线柱 3A，内阻约为 0.025)； 滑动变阻器(20，2A)； 电源(电动势约为 3V，内阻未知)； 开关一个； 导线若干. (1)甲同学选择合适的器材，连好实物图如图 5 所示，乙同学检查时发现了多处错误，请指 出(至少2 处)： _. 图 5 (2)两位同学改正错误，正确连线后，测出如下表所示的 7 组I、U数据，请你在图 6 坐
7、标纸 上建立IU坐标系，标出坐标点，绘出小灯泡的伏安特性曲线. 次数n1234567 电压/V00.200.501.001.502.002.50 电流/A00.080.100.130.160.180.20 图 6 (3)根据绘出的小灯泡的伏安特性曲线，该小灯泡在电压为 1.8V 时的实际电阻约为 _.(结果保留三位有效数字) (4)关于本实验的系统误差，下列判断正确的是_. A.系统误差主要是由电压表的分流引起的，电压越大误差越大 B.系统误差主要是由电流表的分压引起的，电流越大误差越大 C.系统误差主要是由忽略电源内阻引起的，电源内阻越大误差越大 D.系统误差主要是由电表读数时的估读引起的，
8、电压越大误差越大 答案精析答案精析 1.见解析 解析 (1)本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法，故实物图连线如图所示： (2)根据描点法可得出对应的图象如图所示： (3)根据两图象可知，异同之处有： a图线表明小灯泡的电阻变化明显； b图线表明小灯泡灯丝在电压较小时电阻变化不明显，而电压超过一定值时，电阻变化明显. 其原因为：灯丝温度不变时，电阻不变，而随着电压升高，灯丝散热不及，温度升高明显， 电阻变大. 2.(1)C (2)见解析图 (3)M (4)2.5 2.6 解析 (1)电风扇的额定电流I 0.58A，从读数误差的角度考虑，电流表量程选择.电 P U 风扇的电阻比较小，则
9、滑动变阻器选择总电阻为 10 的误差较小，故选择 C. (2)因为电压和电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻远小于 电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法.电路图如图所示. (3)闭合开关前，为防止电动机输入电压过高而损坏，电动机两端的电压应最小，故滑片P 应滑到M端. (4)电压表读数小于1V时电风扇没启动， 由题图乙中图象可知I0.4A.根据欧姆定律得，R 2.5.电动机正常工作时电压为 6V， 根据图象知电流约为 0.58A， 则电风扇 U I 1 0.4 发热功率PI2R0.5822.5W0.84W，则机械功率PUII2R0.586W0.84W 2.6W. 3
10、.(1)V1 R1 (2)见解析图 (3)C 增大 解析 (1)选择仪器时，在不超量程的情况下尽量选择小量程的电表，这样可以减小误差； 因为小灯泡额定电压为 4.0V，电压表选择 V1即可；为了便于调节，滑动变阻器选择R1； (2)本实验中要求完整绘制曲线，滑动变阻器采用分压式接法，因灯泡内阻较小，故应选用 电流表外接，但由于电流表 A1的量程较小，所以要扩大电流表的量程，故需并联一个小电 阻分流，分流电阻应选R4(因为电流表阻值为R4阻值的 1 倍，R4分流为电流表量程的 1 倍)， 由此画出实验原理图如图所示. (3)灯泡中的金属丝的电阻率随温度的升高而增大，所以电阻也增大，反映在图象中，
11、斜率 减小，故 C 正确. 4.(1)滑动变阻器接法错误，应改成分压式接法. 电压表量程错误，应选用 3V 的量程； 电流表位置接错，应采用外接法. (2)见解析图 (3)10.3(0.3) (4)A 解析 (1)由于是测绘小灯泡(2.5V,0.5A)的伏安特性曲线实验，故电压表的量程选用 3V 即 可，要求电压从“0”开始，所以滑动变阻器应采用分压式接法；小灯泡的阻值小，故电流 表应采用外接法. (2)如图所示 (3)在图中找到相应的点， 即在U1.8V 时的电流为I0.175A， 则电阻R10.3. 1.8 0.175 (4)由于电流表外接，其示数包括了流经电压表的电流，比小灯泡的实际电流大，故这个实 验中的系统误差主要来源于电压表的分流，故 A 选项正确.