高中物理實驗教案

20xx高考物理復(fù)習(xí)實驗09描繪小電珠的伏安特性曲線學(xué)案新人教版。

相關(guān)知識

高考物理實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線復(fù)習(xí)教案

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實驗8描繪小燈泡的伏安特性曲線
例1．2007理綜重慶卷第22（1）題.
在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中.用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖1所示方式連接電路,電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零.閉合開關(guān)后;
圖1
①若電壓表的示數(shù)為2V,電流表的的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則斷路的導(dǎo)線為_________;
②若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A,小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線為_________;
③若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器,小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為____________.
答案：(1)d導(dǎo)線h導(dǎo)線g導(dǎo)線
【解析】可用嘗試法，①如d導(dǎo)線斷路，則小燈泡斷路，不亮，但電壓表與電流表串聯(lián)后接在電路中，因電壓表內(nèi)阻很大而電流表內(nèi)阻很小，所以電壓表有讀數(shù)而電流表無讀數(shù)。而其它導(dǎo)線（如b、c、h）斷，則電壓表無讀數(shù)。
②只可能是h導(dǎo)線斷路，因為不影響電流表有讀數(shù)和燈泡亮。
③g導(dǎo)線斷路，滑動變阻器接成限流器，它與燈泡串聯(lián)，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零。
點評：電路故障的檢查與排除，一要考靠分析電路，二要靠經(jīng)驗。找出答案后要再檢驗一下。

例2．小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：
I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00
（1）在左下框中畫出實驗電路圖.可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0—10Ω）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.
（2）在右圖中畫出小煤泡的U—I曲線.
（3）如果第15題實驗中測得電池的電動勢是1.5V，內(nèi)阻是2.0Ω.問：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？（簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第（2）小題的方格圖中）
答案．（1）見下圖
（2）見右圖
（3）作出U=圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈
泡實際功率為0.28瓦
例3．某同學(xué)對黑箱(見圖1)中一個電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究．通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律
①當(dāng)-15VUab0V時，I近為零．②當(dāng)Uab≥0時，Uab和I的實驗數(shù)據(jù)見下表：

（1）在圖2中畫出Uab≥0時該元件的伏安特性曲線．(可用鉛筆作圖)
（2）根據(jù)上述實驗事實．該元件具有的特性是______________________
（3）若將此黑箱接入圖3電路中，并在該電路的cd兩端輸入如圖4(甲)所示的方波電壓
信號ucd,請在圖4(乙)中定性畫出負(fù)載電阻RL上的電壓信號uef的波形．

答案．(1)(2)單向?qū)щ娦?3)
例4．（江蘇省南京市2008屆高三質(zhì)量檢測）一只小燈泡，標(biāo)有“3V、0.6W”字樣。現(xiàn)用右下圖給出的器材測量該小燈泡正常發(fā)光時的電阻R1。（滑動變阻器最大阻值為10Ω；電源電動勢為12V，內(nèi)阻為1Ω；電流表內(nèi)阻為1Ω，電壓表的內(nèi)阻為10kΩ）。
（1）在設(shè)計電路的過程中，為了盡量減小實驗誤差，電流表應(yīng)采用（選填“內(nèi)接”或“外接”）法?；瑒幼冏杵鞯倪B接方式應(yīng)采用（選填“分壓式”或“限流式”）
（2）將你所設(shè)計的實驗電路圖（盡量減小實驗誤差）畫在左下方的虛線框中。
（3）用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線，根據(jù)設(shè)計的電路圖將實物圖連成完整的電路（圖中有三根導(dǎo)線已經(jīng)接好）。開始時，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)該移到最端（選填“左”或“右”）。
（4）若小燈泡發(fā)光暗時的電阻為R2，你根據(jù)所學(xué)的知識可判斷出R1與R2的大小關(guān)系為：R1R2（選填“大于”、“等于”或“小于”）

（1）外接（1分）分壓式（1分）
（2）電路如圖所示（3分）；
（3）連接電路如圖所示（3分）；
左（1分）若其他接法正確，同樣給分
（4）大于（2分）
例5．（14分）（如皋市2008屆高三一輪復(fù)習(xí)）如圖甲所示，為某同學(xué)測繪額定電壓為2.5V的小燈泡的I—U特性曲線的實驗電路圖．
⑴根據(jù)電路圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實驗電路連接完整．
⑵開關(guān)S閉合之前，圖乙中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于端（選填“A”、“B”或“AB中間”）
⑶實驗中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：
U/V0.400.801.201.602.002.402.80
I/A0.100.160.200.230.250.260.27
根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在圖丙中畫出小燈泡的I—U特性曲線.

⑷若已知小燈泡燈絲在27℃時電阻值約為1.5Ω,并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比,試估算該燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度約為℃。（提示：T=273+t）
⑵.A（3分）⑷.1580℃～1650℃（3分）
評分說明：⑴中電表量程選擇錯誤，每處扣1分，其余任何錯誤均得0分；⑶中無橫縱坐標(biāo)物理量或坐標(biāo)無標(biāo)度得0分，橫縱坐標(biāo)顛倒得2分，無單位或標(biāo)度不合理酌情扣分。
例6．（成都市2008屆高中畢業(yè)班摸底測試）為了研究某電阻元件Rx的伏安特性，某同學(xué)設(shè)計了圖甲所示的電路，圖中電流表mA的量程為5mA，內(nèi)阻約為10；電壓表V（已接入電路但圖中未畫出）量程為3V，內(nèi)阻約為3k；電源電動熱E為6V，內(nèi)阻不計。
（1）實驗時有兩個滑動變阻器可供選擇；
A．阻值0到100，允許通過的最大電流為0.3A
B．阻值0到10，允許通過的最大電流為0.5A
本實驗應(yīng)選的滑動變阻器是（填“A”或“B”）
（2）正確連線后，測得數(shù)據(jù)如下表
U/V0.51.01.21.51.82.02.32.73.0
I/mA1.51.71.92.32.72.93.33.84.2
請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖乙中完成該實驗的實物連線。

（1）A（2分）（2）見答圖2（2分）

例7.某學(xué)習(xí)小組要描繪一只小電珠（2.5V，0.5A）的伏安特性曲線,所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：
A.電源E（電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計）
B.電壓表V1（量程為0～3.0V，內(nèi)阻約為2kΩ）
C.電壓表Ｖ2（量程為0～15.0V，內(nèi)阻約為6KΩ）
D.電流表A1（量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
E.電流表A2（量程為0～100mA，內(nèi)阻約為2Ω）
F.滑動變阻器R1（最大阻值10Ω）
G.滑動變阻器R2（最大阻值2kΩ）
①為了減小實驗誤差,實驗中電壓表應(yīng)選擇________,電流表應(yīng)選擇_____________,滑動變阻器應(yīng)選擇______________.(填器材的符號)
②為提高實驗精度，請你為該學(xué)習(xí)小組設(shè)計電路圖，并畫在右側(cè)的方框中。
③下表中的各組數(shù)據(jù)是此學(xué)習(xí)小組在實驗中測得的，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該電珠的伏安特性曲線。

U（V）00.511.52.02.5
I（A）00.170.300.390.450.49
④由圖象可知，該電阻的變化特性是溫度升高,電阻.
①B；D；F(每空1分,共3分)
②(4分)③(3分)
例8．描繪小燈泡的伏安特性曲線
2009高考浙江22．Ⅰ．（9分）
（1）如圖甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請你在實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接。
（2）某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V25W”、“220V500W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測量燈泡阻值如圖乙所示。該燈泡的阻值是___________，標(biāo)稱的額定功率為______________。
答案：Ⅰ（1）如圖；（2）150，“220V300W”
【解析】Ⅰ.本題考查多用電表和電路設(shè)計
(1)如圖所示。實驗要求電壓從零開始調(diào)整，滑動變阻器采用分壓式接法。
（2）15×10=150Ω，P=標(biāo)稱300W的燈泡。
例9．（1）測小燈泡的關(guān)系圖象——2006年北京理綜卷第21（2）題
某同學(xué)用如圖①所示電路，測繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.
圖①
①除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇:
電流表：A1:(量程100mA,內(nèi)阻約2);
A2:(量程0.6A,內(nèi)阻約0.3);
電壓表：V1(量程5V,內(nèi)阻約5);
V2(量程15V,內(nèi)阻約15);
滑動變阻器：R1（阻值范圍0~10）
R2（阻值范圍0~2k）
電源：E1(電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.2);
E2(電動勢為4V,內(nèi)阻約為0.04).
為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電流表___________，電壓表______________,滑動變阻器________________，電源___________________.(填器材的符號)
②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪出R-U的圖象如圖②所示.由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為___________；當(dāng)所加電壓為3.00V時，燈絲電阻為____________,燈泡實際消耗的電功率為___________W.
圖②
③根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的__________．
解：①根據(jù)小燈泡的額定電壓、額定電壓與各器材的標(biāo)稱值容易判斷，電流表選A2，電壓表選V1，電源選E2，滑動變阻器選R1。。
②燈泡在不工作時，燈絲電阻為1.5；當(dāng)所加電壓為3.00V時，燈絲電阻為11.5,燈泡實際消耗的電功率為W.
③A.
點評：本題重點考查實驗器材的選擇和物理圖象的識別（讀圖），難讀不太大。
例10．測小燈泡的U-I關(guān)系圖象——2006年上海物理卷第17題
表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡U-I關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)：
(1）分析上表內(nèi)實驗數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實驗電路圖是圖（填“甲”或“乙”）；

（2）在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U-I曲線．分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而
（填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）如圖丙所示，用一個定值電阻R和兩個上述小燈泡組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計、電動勢為3V的電源上．已知流過電阻R的電流是流過燈泡b電流的兩倍，則流過燈泡b的電流約為A．

解：（1）數(shù)據(jù)從0開始，所以是甲——滑動變阻器接為分壓器。
（2）圖線略。電阻變大（斜率變大）
（3）當(dāng)時，，從圖丙得，所以。
點評：本題考查作圖和讀圖以及電路的簡單計算，說明實驗題從細(xì)節(jié)著手。
例11．測小燈泡的伏安特性曲線——2006年全國理綜二卷第17（1）題
現(xiàn)要測定一個額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡（圖中用表示）的伏安特性曲線.要求所測電壓范圍為0.1V～4V.
現(xiàn)有器材：直流電源(電動勢4.5V，內(nèi)阻不計)，電壓表○V(量程4.5V，內(nèi)阻約為4×104)電流表(量程250mA，內(nèi)阻約為2)，電流表（量程500mA，內(nèi)阻約為1），滑動變阻器（最大值約為30），電鍵，導(dǎo)線若干.
如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是，下面兩個電路應(yīng)該選用的是.

解：因為電流約為，所以選A2；因為電壓表內(nèi)阻大，對電路影響小，所以選用甲圖。
點評：常規(guī)要求，細(xì)心會做。
無獨有偶，考測小燈泡的變化曲線的也是3題，分別考查器材選擇、電路圖和圖象的讀或畫，是物理實驗的基本功，看來，物理實驗，還是要強調(diào)雙基：基本原理、基本技能。
例12．2004年上海物理卷第18題．（10分）小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：
I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00
（1）在左下框中畫出實驗電路圖.可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0—10Ω）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.
（2）在右圖中畫出小煤泡的U—I曲線.

（3）如果第15題實驗中測得電池的電動勢是1.5V，內(nèi)阻是2.0Ω.問：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？（簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第（2）小題的方格圖中）
答案：（1）見下圖

（3）作出U=圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈
泡實際功率為0.28瓦
例13．2004年江蘇省物理卷第12題．(12分)某同學(xué)對黑箱(見圖1)中一個電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究．通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律
①當(dāng)-15VUab0V時，I近為零．②當(dāng)Uab≥0時，Uab和I的實驗數(shù)據(jù)見下表：

（1）在圖2中畫出Uab≥0時該元件的伏安特性曲線．(可用鉛筆作圖)
（2）根據(jù)上述實驗事實．該元件具有的特性是______________________
（3）若將此黑箱接入圖3電路中，并在該電路的cd兩端輸入如圖4(甲)所示的方波電壓
信號ucd,請在圖4(乙)中定性畫出負(fù)載電阻RL上的電壓信號uef的波形．
答案：(1)(2)單向?qū)щ娦?3)

例14．2003年上海物理卷第18題.（7分）圖1為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。
⑴為了通過測量得到圖1所示I-U關(guān)系的完整曲線，在圖2和圖3兩個電路中應(yīng)選擇的是圖________；簡要說明理由：____________。（電源電動勢為9V，內(nèi)阻不計，滑線變阻器的阻值為0-100Ω）。
[2；電壓可從0V調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大。]

⑵在圖4電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1=250Ω。由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為________V；電阻R2的阻值為______Ω。
[5.2；111.8（111.6—112.0均給分）]
⑶舉出一個可以應(yīng)用熱敏電阻的例子：______________________________________。
[熱敏溫度計（提出其它實例，只要合理均給分）]
答案：（1）2；圖2電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大。（或圖3電路不能測得0V附近的數(shù)據(jù)）
（2）5.2；111.8（111.6－112.0均給分）（3）熱敏溫度計（提出其他實例，只要合理均給分）
15．（20xx重慶卷）22.（2）在探究小燈泡的伏安特性實驗中，所用器材有：燈泡1，量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅硎続和電壓V，直流電源A,滑動變阻器R，電鍵S等，要求燈泡兩端電壓從OV開始變化，
①實驗中滑動變阻器應(yīng)采用____________接法（填“分壓”或“限流”）
②某同學(xué)已連接如題22圖2所示的電路，在連接最后一根導(dǎo)線的C端到直接電源正極之前，請指出其中僅有的2個不當(dāng)之處，并說明如何改下
A．__________________________________________
B．_______________________________________________
③電路連接正確后，分別測得兩只燈泡和的伏安特性曲線，如題22圖3中Ⅰ和Ⅱ所示。然后將燈泡、與電池組（電動勢和內(nèi)阻均恒定）連成題22圖4所示電路。多次測量后得到通過和的電流平均值分別為0.30A和0.60A。

A.在題22圖3中畫出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線。
B.由該曲線可知電池組的電動勢為_________V，內(nèi)阻為_________。（取2位有效數(shù)字）
15．【答案】⑵①分壓②A.電鍵不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài)B.滑動變阻器的滑動觸頭P位置不當(dāng)，應(yīng)將其置于b端③4.6V2.7Ω
【解析】⑵①探究小燈泡的伏安特性曲線要求電壓從0到額定電壓變化，所以滑動變阻器必須采用分壓解法。
②在連接線路時必須將每個開關(guān)斷開，而圖中是閉合的這是第一個錯誤。連好線路后在閉合開關(guān)前需要將限流滑動變阻器調(diào)到阻值最大，將分壓滑動變阻器調(diào)到輸出為0端，在圖中是b端，以保護(hù)電源和電表。
③描繪電源的伏安特性曲線要求外電阻變化測定對應(yīng)的多組路端電壓和電流，本實驗中用兩個小燈泡來改變外電阻獲得兩組電流值，然后在小燈泡的伏安特性曲線上查出對應(yīng)的電壓，用兩個坐標(biāo)點描繪圖像。為描繪準(zhǔn)確可以先進(jìn)行理論計算，首先查出兩坐標(biāo)為（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），則內(nèi)阻為Ω，電動勢為，V，然后作出準(zhǔn)確圖像如圖。

16．（20xx浙江卷）21.Ⅱ.(10分)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，某同學(xué)測得電流-電壓的數(shù)據(jù)如下表所示：
電流I/mA2．75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2
電壓U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46
（1）用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；
（2）為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖所示：請指出圖絲的特征，并解釋形成的原因。
16．【答案】Ⅱ.（1）
（2）電阻隨電流增大；
存在三個區(qū)間，電阻隨電流的變化快慢不同；
第一區(qū)間電流很小時，電阻變化不大；第二區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢。
17．（20xx安徽卷）21．Ⅱ．（6分）太陽能是一種清潔、“綠色”能源。在我國上海舉辦的20xx年世博會上，大量利用了太陽能電池。太陽能電池在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學(xué)器件。某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時（沒有儲存電能）的I-U特性。所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。
（1）為了達(dá)到上述目的，請將圖1連成一個完整的實驗電路圖。
（2）該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖2的I-U圖像。由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時，太陽能電池的電阻_____________（填“很大”或“很小”）；當(dāng)電壓為2.80V時，太陽能電池的電阻約為____________。
17．【答案】（1）如圖（2）很大；1.0×103（965～1040）
【解析】（1）根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，電路連接如圖；
（2）在電壓小于2.00V時，由圖可讀出電流很小，由得，太陽能電池的電阻很大；
（3）當(dāng)電壓為2.80V時，根據(jù)題圖讀出U、I，由得：R=1.0×103Ω。

高考物理第一輪描繪小電珠的伏安特性曲線專項復(fù)習(xí)

一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性，教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣，幫助教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。那么，你知道教案要怎么寫呢？以下是小編為大家收集的“高考物理第一輪描繪小電珠的伏安特性曲線專項復(fù)習(xí)”歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

第六課時：描繪小電珠的伏安特性曲線
【實驗?zāi)康摹?br> 通過實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律．
【實驗原理】

在純電阻電路中，電阻兩端的電壓和通過電阻的電流呈線性關(guān)系，也就是U-I曲線是條過原點的直線。但是實際電路中由于各種因素的影響，U-I曲線就可能不是直線。如圖3-1所示，根據(jù)分壓電路的分壓作用，當(dāng)滑片C由A端向B端逐漸移動時，流過小電珠（“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”）的電流和小電珠兩端的電壓，由零開始逐漸變化，分別由電流表、電壓表示出其值大小，將各組I、U值描繪到U--I坐標(biāo)上，用平滑的曲線連接各點，即得到小燈泡的伏安特性曲線。金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而測得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度發(fā)生相應(yīng)變化。本實驗通過描繪伏安特性曲線的方法來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)阻值的變化，從而了解它的導(dǎo)電特性。
【步驟規(guī)范】
實驗步驟操作規(guī)范
一.連接實驗電路
1．對電流表、電壓表進(jìn)行機械調(diào)零
2．布列實驗器材，接圖3-1連接實驗電路，電流表量程0.6A，電壓表量程3V1．若表針不在零位，用螺絲刀旋動機械調(diào)零螺釘，使其正對。
2．電鍵接入電路前，處于斷開位置；閉合電鍵前，滑動變阻器的電阻置于阻值最大；電線連接無“丁”字形接線。
二．讀取I、U數(shù)據(jù)
1．將滑動變阻器的滑片C向另一端滑動，
讀取一組電流表和電壓表的讀數(shù)
2．逐漸移動滑動變阻器的阻值，在“0~3.8V”或“0~4V”范圍內(nèi)記錄12組電壓值U和相應(yīng)的電流值I
1．使電路中燈泡兩端電壓從0開始逐漸增大，可在伏特表讀數(shù)每增加一個定值（如0.5V）時，讀取一次電流值，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意伏特表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓
2．電流表和電壓表讀數(shù)要有估讀（一般可估讀到最小分度的

三．描繪圖線
將12組U、I值，描繪到I—U坐標(biāo)上，畫出I—U曲線
在坐標(biāo)紙上建立一個直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙；要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來。
四．拆除電路，儀器復(fù)原
【注意事項】
1．本實驗中，因被測小燈泡燈絲電阻較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法．
2．因本實驗要作I－U圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此變阻器要采用分壓接法．
3．電鍵閉合前變阻器滑片位置
4．電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐漸增大，可在伏特表讀數(shù)每增加一個定值（如0.5V）時，讀取一次電流值，并將數(shù)據(jù)（要求兩位有效數(shù)字）記錄在表中．調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意伏特表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓．U-I圖線在U＝1.0V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U＝1.0V左右測繪點要密，否則將出現(xiàn)很大誤差.
5．在坐標(biāo)紙上建立一個直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙；要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來．
【典型例題】
1.電壓表、電流表的使用
例1：如圖所示，電流表的示數(shù)是A，電壓表的示數(shù)是V
2.伏安法測電阻的兩種電路

1.2.1兩種電路的誤差分析
○1無論實驗?zāi)康氖鞘裁矗ㄗ龇蔡匦郧€、測電阻、測電功率），只要同時測電路元件的電流I和電壓U，I和U兩個物理量中就只有一個是真實值。
○2用伏安法測電流和電壓的電路有兩種，如圖4AB，其中A是電流表的內(nèi)接，B是電流表的外接。
○3在圖A中是表的作用引起誤差。其中表的讀數(shù)是真實值，
表的讀數(shù)不是真實值。用此方法測電阻，R測R真（＞，＜，＝），RxRA時采用此接法誤差較小。此電路適用于測電阻。
○4在B圖中是表的作用引起誤差。其中表的讀數(shù)是真實值，
表的數(shù)不是真實值。用此方法測電阻，R測R真（＞＜＝），RxRV時采用此接法誤差較小。此電路適用于測電阻。
1.2.2選擇電路的兩類方法
①直接比較法：
②測試判斷法：
3、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點
如圖所示的兩種電路中，滑動變阻器（最大阻值為R0）對負(fù)載RL的電壓、電流強度都起控制調(diào)節(jié)作用，通常把圖2電路稱為限流接法，圖3電路稱為分壓接法.
例2．如圖所示，滑動變阻器R1的最大阻值是200歐，定值電阻的阻值R2=300歐，A、B兩端的電壓恒定，且UAB=8V。當(dāng)開關(guān)S斷開時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是，當(dāng)開關(guān)S閉合時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是

4.三種元件的伏安特性曲線對比
（1）金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線
金屬導(dǎo)體滿足歐姆定律：，所以用縱坐標(biāo)表示電壓或電流，橫坐標(biāo)表示電流或電壓，作出的圖線為過原點的直線，其斜率或斜率的倒數(shù)表示電阻。故根據(jù)金屬導(dǎo)體伏安特性曲線可以計算電阻。
【例題3】如圖為甲、乙兩金屬電阻的伏安特性曲線,某同學(xué)是這樣計算它們的阻值的：==，你認(rèn)為他的解法對嗎？如果不對，它們的阻值應(yīng)為多少？
（2）小燈泡的伏安特性曲線
燈泡是利用電流的熱效應(yīng)工作的，隨著加在燈泡上的電壓增大，燈泡中的電流隨之增大，發(fā)熱功率增大，發(fā)熱功率大于散熱功率時，燈絲因溫度升高而電阻增大，在坐標(biāo)系中圖線的點的切線斜率增大，所以小燈泡的伏安特性曲線是非線性的。小燈泡伏安特性曲線如圖所示。
【例題4】某小燈泡的伏安特性曲線如右圖所示，試求燈絲電阻在A、B兩點間因溫度的影響改變了多少？
（3）二極管的伏安特性曲線
對二極管施加正向偏置電壓時，則二極管中就有正向電流通過(多數(shù)載流子導(dǎo)電)，隨著正向偏置電壓的增加，開始時，電流隨電壓變化很緩慢，而當(dāng)正向偏置電壓增至接近二極管導(dǎo)通電壓時(鍺管為0.2V左右，硅管為0.7V左右)，電流急劇增加，二極管導(dǎo)通后，電壓的少許變化，電流的變化都很大。
對上述二種器件施加反向偏置電壓時，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，其反向電壓增加至該二極管的擊穿電壓時，電流猛增，二極管被擊穿，在二極管使用中應(yīng)竭力避免出現(xiàn)擊穿觀察，這很容易造成二極管的永久性損壞。所以在做二極管反向特性時，應(yīng)串入限流電阻，以防因反向電流過大而損壞二極管。二極管（鍺管）伏安特性示意圖如右上圖所示。
【例題5】某同學(xué)對黑箱(見圖1)中一個電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究。通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律:①當(dāng)-15VUab0V時，I近似為零。②當(dāng)Uab≥0時，Uab和I的實驗數(shù)據(jù)見下表：
編號1234567
Uab/×10-3V0245480650705725745
I/×10-2mA0152560170425750
（1）在圖2中畫出Uab≥0時該元件的伏安特性曲線。
（2）根據(jù)上述實驗事實，該元件具有的特性是__________。

第5講實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線

俗話說，磨刀不誤砍柴工。作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣，幫助授課經(jīng)驗少的教師教學(xué)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《第5講實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線》，希望能對您有所幫助，請收藏。

第5講實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線
1．在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實驗中，實驗室備有下列
器材供選擇：
A．待測小燈泡“3.0V、1.5W”
B．電流表(量程3A，內(nèi)阻約為1Ω)
C．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約為5Ω)
D．電壓表(量程3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ)
E．電壓表(量程15.0V，內(nèi)阻約為50kΩ)
F．滑動變阻器(最大阻值為100Ω，額定電流50mA)
G．滑動變阻器(最大阻值為10Ω，額定電流1.0A)
H．電源(電動勢為4.0V，內(nèi)阻不計)
I．電鍵及導(dǎo)線等
(1)為了使實驗完成的更好，電流表應(yīng)選用________；電壓表應(yīng)選用________；滑動變
阻器應(yīng)選用________．(只需填器材前面的字母即可)
(2)請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖．
圖7－5－5
(3)某同學(xué)在一次測量時，電流表、電壓表的示數(shù)如圖7－5－5所示．則電壓值為
________V，電流值為________A，小燈泡的實際功率為________W.
解析：待測小燈泡“3.0V、1.5W”，額定電流0.5A，額定電壓為3V，因此電流表選
C，電壓表選D，滑動變阻器采用分壓式接法較準(zhǔn)確，滑動變阻器選G，小燈泡電阻很小，電流表外接．
答案：(1)CDG(2)如解析圖所示(3)1.800.330.59
2．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下：
小燈泡L，“3.8V、0.3A”
電壓表V，量程0～5V，內(nèi)阻5kΩ
電流表A1，量程0～100mA，內(nèi)阻4Ω
電流表A2，量程0～500mA，內(nèi)阻0.4Ω
滑動變阻器R1，最大阻值10Ω，額定電流1.0A
滑動變阻器R2，最大阻值5Ω，額定電流0.5A
直流電源E，電動勢約為6V，內(nèi)阻約為0.5Ω
(1)在上述器材中，滑動變阻器應(yīng)選;電流表應(yīng)選.
(2)在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號。
(3)某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I－U坐標(biāo)系中，描繪出如
圖7－5－6所示的小燈泡的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷下圖中正確的是(圖中P為小燈泡的功率)()
圖7－5－6

解析：(1)本題變壓器采用分壓接法，通常應(yīng)當(dāng)選用最大阻值小的滑動變阻器，但本題中如果選用R2，則電路中的電流會超過R2允許通過的最大電流，故滑動變阻器應(yīng)當(dāng)選擇R1.電流表A1的量程太小，故電流表應(yīng)當(dāng)選擇A2.
(2)電路如右圖所示，由于電壓要從0開始測量，滑動變阻器用分壓接法；因為燈泡的內(nèi)阻比較小，電流表用外接法．
(2)隨著通過小燈泡電壓電流的增大，小燈泡消耗的功率增大，小燈泡的電阻也增大，由P＝U2R知B圖正確，由P＝I2R知D圖正確．
答案：(1)R1A2(2)電路圖如解析圖所示(3)BD
3．(20xx鹽城模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中，用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖7－5－7所示方式連接好電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關(guān)后：
圖7－5－7圖7－5－8
(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠亮度能發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零，則可能是________導(dǎo)線斷路．
(2)某同學(xué)測出電源和小電珠的U－I圖線如圖7－5－8所示，將小電珠和電阻R串聯(lián)后接到電源上，要使電路中電流為1.0A，則R＝________Ω.
(3)某同學(xué)在實驗中還測出a、b、c三種元件的伏安特性曲線分別如圖7－5－9中的(a)、(b)、(c)，下列說法正確的是()
圖7－5－9

A．a(chǎn)可以作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用
B．b能作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用
C．b的阻值隨電壓升高而增大
D．c的阻值隨電壓升高而增大
解析：(1)若調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠的亮度變化，但電壓表、電流表示數(shù)總不能為零，說明滑動變阻器不起分壓作用，所以可能是g導(dǎo)線斷路．
(2)由電源的U－I線知E＝3.0V，r＝1Ω，當(dāng)小電珠與電阻串聯(lián)后
由閉合電路歐姆定律得E＝I(R＋r＋R燈)
又由小電珠的U－I線得R燈＝UI＝1.2Ω，解得R＝0.8Ω.
(3)因a元件的I－U線是直線，說明電阻隨電壓的變化不變，故可作為標(biāo)準(zhǔn)電阻，故A對，B錯．因I－U線的斜率倒數(shù)表示電阻值的變化，故C對，D錯，選A、C.
答案：(1)g(2)0.8(3)AC
4．有一個小燈泡上標(biāo)有“4V、2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I—U圖線．現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ)B．電壓表(0～15V，內(nèi)阻20kΩ)
C．電流表(0～3A，內(nèi)阻1Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω)
E．滑動變阻器(10Ω，2A)F．滑動變阻器(500Ω，1A)
G．學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)實驗時，選用圖7－5－10中甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由：________________________________________________________________________.

圖7－5－10
(2)實驗中所用電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________．(用序號字母表示)
(3)把圖7－5－11中所示的實驗器材用實線連接成實物電路圖．
圖7－5－11
解析：因?qū)嶒災(zāi)康氖且枥L小燈泡的伏安特性曲線，需要多次改變小燈泡兩端的電壓，故采用A圖所示的分壓式電路合適，這樣電壓可以從零開始調(diào)節(jié)，且能方便地測多組數(shù)據(jù)．因小燈泡額定電壓為4V，則電壓表選0～5V的A而舍棄0～15V的B，因15V的量程太大，讀數(shù)誤差大，小燈泡的額定電流I＝0.5A，則電流表只能選D.滑動變阻器F的最大阻值遠(yuǎn)大于小燈泡內(nèi)阻8Ω，調(diào)節(jié)不方便，電壓變化與變阻器使用部分的長度線性關(guān)系差，故舍去．小燈泡內(nèi)阻為電流表內(nèi)阻的80.4＝20倍，電壓表內(nèi)阻是小燈泡的10×1038＝1250倍，故電流表采用了外接法．
答案：(1)描繪燈泡的I—U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)ADE
(3)如下圖所示．

高考物理第一輪單元知識點專題復(fù)習(xí):描繪小電珠的伏安特性曲線

第六課時：描繪小電珠的伏安特性曲線
【實驗?zāi)康摹?br> 通過實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律．
【實驗原理】

在純電阻電路中，電阻兩端的電壓和通過電阻的電流呈線性關(guān)系，也就是U-I曲線是條過原點的直線。但是實際電路中由于各種因素的影響，U-I曲線就可能不是直線。如圖3-1所示，根據(jù)分壓電路的分壓作用，當(dāng)滑片C由A端向B端逐漸移動時，流過小電珠（“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”）的電流和小電珠兩端的電壓，由零開始逐漸變化，分別由電流表、電壓表示出其值大小，將各組I、U值描繪到U--I坐標(biāo)上，用平滑的曲線連接各點，即得到小燈泡的伏安特性曲線。金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而測得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度發(fā)生相應(yīng)變化。本實驗通過描繪伏安特性曲線的方法來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)阻值的變化，從而了解它的導(dǎo)電特性。
【步驟規(guī)范】
實驗步驟操作規(guī)范
一.連接實驗電路
1．對電流表、電壓表進(jìn)行機械調(diào)零
2．布列實驗器材，接圖3-1連接實驗電路，電流表量程0.6A，電壓表量程3V1．若表針不在零位，用螺絲刀旋動機械調(diào)零螺釘，使其正對。
2．電鍵接入電路前，處于斷開位置；閉合電鍵前，滑動變阻器的電阻置于阻值最大；電線連接無“丁”字形接線。
二．讀取I、U數(shù)據(jù)
1．將滑動變阻器的滑片C向另一端滑動，
讀取一組電流表和電壓表的讀數(shù)
2．逐漸移動滑動變阻器的阻值，在“0~3.8V”或“0~4V”范圍內(nèi)記錄12組電壓值U和相應(yīng)的電流值I
1．使電路中燈泡兩端電壓從0開始逐漸增大，可在伏特表讀數(shù)每增加一個定值（如0.5V）時，讀取一次電流值，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意伏特表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓
2．電流表和電壓表讀數(shù)要有估讀（一般可估讀到最小分度的

三．描繪圖線
將12組U、I值，描繪到I—U坐標(biāo)上，畫出I—U曲線
在坐標(biāo)紙上建立一個直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙；要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來。
四．拆除電路，儀器復(fù)原
【注意事項】
1．本實驗中，因被測小燈泡燈絲電阻較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法．
2．因本實驗要作I－U圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此變阻器要采用分壓接法．
3．電鍵閉合前變阻器滑片位置
4．電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐漸增大，可在伏特表讀數(shù)每增加一個定值（如0.5V）時，讀取一次電流值，并將數(shù)據(jù)（要求兩位有效數(shù)字）記錄在表中．調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意伏特表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓．U-I圖線在U＝1.0V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U＝1.0V左右測繪點要密，否則將出現(xiàn)很大誤差.
5．在坐標(biāo)紙上建立一個直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙；要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來．
【典型例題】
1.電壓表、電流表的使用
例1：如圖所示，電流表的示數(shù)是A，電壓表的示數(shù)是V
2.伏安法測電阻的兩種電路

1.2.1兩種電路的誤差分析
○1無論實驗?zāi)康氖鞘裁矗ㄗ龇蔡匦郧€、測電阻、測電功率），只要同時測電路元件的電流I和電壓U，I和U兩個物理量中就只有一個是真實值。
○2用伏安法測電流和電壓的電路有兩種，如圖4AB，其中A是電流表的內(nèi)接，B是電流表的外接。
○3在圖A中是表的作用引起誤差。其中表的讀數(shù)是真實值，
表的讀數(shù)不是真實值。用此方法測電阻，R測R真（＞，＜，＝），RxRA時采用此接法誤差較小。此電路適用于測電阻。
○4在B圖中是表的作用引起誤差。其中表的讀數(shù)是真實值，
表的數(shù)不是真實值。用此方法測電阻，R測R真（＞＜＝），RxRV時采用此接法誤差較小。此電路適用于測電阻。
1.2.2選擇電路的兩類方法
①直接比較法：
②測試判斷法：
3、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點
如圖所示的兩種電路中，滑動變阻器（最大阻值為R0）對負(fù)載RL的電壓、電流強度都起控制調(diào)節(jié)作用，通常把圖2電路稱為限流接法，圖3電路稱為分壓接法.
例2．如圖所示，滑動變阻器R1的最大阻值是200歐，定值電阻的阻值R2=300歐，A、B兩端的電壓恒定，且UAB=8V。當(dāng)開關(guān)S斷開時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是，當(dāng)開關(guān)S閉合時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是

4.三種元件的伏安特性曲線對比
（1）金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線
金屬導(dǎo)體滿足歐姆定律：，所以用縱坐標(biāo)表示電壓或電流，橫坐標(biāo)表示電流或電壓，作出的圖線為過原點的直線，其斜率或斜率的倒數(shù)表示電阻。故根據(jù)金屬導(dǎo)體伏安特性曲線可以計算電阻。
【例題3】如圖為甲、乙兩金屬電阻的伏安特性曲線,某同學(xué)是這樣計算它們的阻值的：==，你認(rèn)為他的解法對嗎？如果不對，它們的阻值應(yīng)為多少？
（2）小燈泡的伏安特性曲線
燈泡是利用電流的熱效應(yīng)工作的，隨著加在燈泡上的電壓增大，燈泡中的電流隨之增大，發(fā)熱功率增大，發(fā)熱功率大于散熱功率時，燈絲因溫度升高而電阻增大，在坐標(biāo)系中圖線的點的切線斜率增大，所以小燈泡的伏安特性曲線是非線性的。小燈泡伏安特性曲線如圖所示。
【例題4】某小燈泡的伏安特性曲線如右圖所示，試求燈絲電阻在A、B兩點間因溫度的影響改變了多少？
（3）二極管的伏安特性曲線
對二極管施加正向偏置電壓時，則二極管中就有正向電流通過(多數(shù)載流子導(dǎo)電)，隨著正向偏置電壓的增加，開始時，電流隨電壓變化很緩慢，而當(dāng)正向偏置電壓增至接近二極管導(dǎo)通電壓時(鍺管為0.2V左右，硅管為0.7V左右)，電流急劇增加，二極管導(dǎo)通后，電壓的少許變化，電流的變化都很大。
對上述二種器件施加反向偏置電壓時，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，其反向電壓增加至該二極管的擊穿電壓時，電流猛增，二極管被擊穿，在二極管使用中應(yīng)竭力避免出現(xiàn)擊穿觀察，這很容易造成二極管的永久性損壞。所以在做二極管反向特性時，應(yīng)串入限流電阻，以防因反向電流過大而損壞二極管。二極管（鍺管）伏安特性示意圖如右上圖所示。
【例題5】某同學(xué)對黑箱(見圖1)中一個電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究。通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律:①當(dāng)-15VUab0V時，I近似為零。②當(dāng)Uab≥0時，Uab和I的實驗數(shù)據(jù)見下表：
編號1234567
Uab/×10-3V0245480650705725745
I/×10-2mA0152560170425750
（1）在圖2中畫出Uab≥0時該元件的伏安特性曲線。
（2）根據(jù)上述實驗事實，該元件具有的特性是__________。