7.实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线

课时强化作业三十一实验八描绘小电珠的伏安特性曲线1．(2016届玉溪一中月考)用如图甲所示实验装置测量某电路元件R的伏安特性曲线．若考虑电压表、电流表内阻的影响，用此接法测出的R的阻值________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)；若测出R的伏安特性曲线如图乙所示，则可判断R的阻值随温度的升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”).解析：分析电路可知，电流表外接连接，电压表测量电阻两端电压，电流表测量流过电压表和电阻的电流，根据欧姆定律可知，测量值小于真实值，分析图乙可知，R的阻值随着温度的升高而增大．答案：小于增大2．(2016届绵阳市南山中学期中)某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件．实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：A．待测元件(额定电压2 V、额定电流200 mA)B．电流表A1(量程0～0.3 A，内阻约为1 Ω)C．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)D．电压表V(量程0～3 V，内阻约为10 kΩ)E．滑动变阻器R1(阻值范围0～5 Ω，允许最大电流1 A)F．滑动变阻器R2(阻值范围0～1 kΩ，允许最大电流100 mA)G．直流电源E(输出电压3 V，内阻不计)H．开关S，导线若干(1)为提高实验的准确程度，电流表应选用________；为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用________．(以上均填器材代号)(2)请在下面的方框内画出满足实验要求的电路图，并把实验器材用实线连接成相应的实物电路图.解析：(1)待测元件的额定电流为A 1，电压表从零开始变化且多取数据，则滑动变阻器分压接法，选择阻值较小的，即滑动变阻器R 1.(2)根据欧姆定律可知，待测元件的电阻R ＝U I ＝10 Ω，由R V R x >R x R A可知，电流表外接接法，滑动变阻器分压连接，画出电路图如下：根据电路图连接实物图如下：答案：(1)A 1 R 1 (2)见解析3．(2016届武汉市部分学校联考)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A ．直流电源(电动势约为5 V ，内阻可不计)B ．直流电流表(量程0～3 A ，内阻约为0.1 Ω)C ．直流电流表(量程0～600 mA ，内阻约为5 Ω)D ．直流电压表(量程0～15 V ，内阻约为15 kΩ)E ．直流电压表(量程0～5 V ，内阻约为10 kΩ)F ．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)G ．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路.(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如右图所示的电路中，其中电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R ＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W ．(结果保留2位有效数字)解析：(1)小灯泡的额定电压为5 V ，故电压表选择E ，根据电功率公式计算小灯泡的额定电流，I ＝PU＝0.5 A ，选择电流表C ，实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据，故滑动变阻器采用分压接法，选择阻值较小的滑动变阻器F.(2)由欧姆定律计算小灯泡的电阻，R ＝U I ＝10 Ω，根据R V R x >R x R A可知，电流表外接接法，滑动变阻器分压连接，画出电路图如下．(3)将定值电阻等效电源内阻，作出等效电源的路端电压和干路电流关系曲线，即电源的外特征曲线如图所示，与灯泡伏安特性曲线的交点为灯泡实际电压和实际电流，由图可知，此时灯泡的电压为2.1 V ，电流为0.38 A ，灯泡的功率P ＝UI ＝2.1×0.38 W＝0.80 W(0.78～0.86均可以).答案：(1)C E F (2)见解析 (3)0.80(0.78～0.86)4．(2014年浙江高考)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出．(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U­I图上，如图2.在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的．(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.解析：(1)根据电路图连接实物图，应先串后并，先连控制电路后连测量电路，如图所示．(2)电流表外接时，对应同一电压值，电流值偏大，故由电流表外接法得到的数据点是用×表示的．(3)连线如图所示．选择一组数据，U ＝0.6 V ，I ＝0.5 A ，根据欧姆定律得，R ＝U I＝1.2 Ω.答案：(1)见解析 (2)× (3)1.2 图见解析5．(2016届江苏月考)某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小灯泡伏安特性曲线实验中：该同学采用如图所示的电路进行测量．图中R 为滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω，额定电流1.0 A)，L 为待测小灯泡，V 为电压表(量程6 V ，电阻20 kΩ)，A 为电流表(量程0.6 A ，内阻1 Ω)，E 为电源(电动势8 V ，内阻不计)，S 为开关.(1)在实验过程中，开关S 闭合前，滑动变阻器的滑片P 应置于最________端．(填“左”或“右”)(2)在实验过程中，已知各元件均无故障，但闭合开关S 后，无论如何调节滑片P ，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是________点至________点的导线没有连接好．(图中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写如图所示中的数字)(3)该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图所示，则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________．(填“不变”、“增大”或“减小”)解析：(1)处于保护被测电路的考虑，在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端．(2)滑动变阻器采用分压接法，灯泡电压与电流可以从零开始变化，滑动变阻器采用限流接法时，电压与电流不可能从零开始变化．本题中滑动变阻器实际上被接成了限流接法，故可能是1点到5点间的导线没有接好．(3)I­U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，根据图象可知，图象的斜率减小，故说明灯泡的电阻随电压的增大而增大．答案：(1)左(2)1 5 (3)增大6．(2016届张掖月考)从以下器材中选取适当的器材，设计一个测量阻值约为15 kΩ的电阻R x的电路，要求方法简捷，R x两端的电压从零开始变化，要尽可能提高测量的精度．电流表A1：量程300 μA，内阻r1为300 Ω，电流表A2：量程100 μA，内阻r2为500 Ω，电压表V1：量程10 V，内阻r3约为15 kΩ，电压表V2：量程3 V，内阻r4约为10 kΩ；电阻R0：阻值约为25 Ω，作保护电阻用，额定电流为1 A；滑动变阻器R1：阻值约为50 Ω，额定电流为1 A；滑动变阻器R2：阻值约为1 000 Ω，额定电流为1 A；电池组E：电动势4.5 V，内阻很小但不可忽略；开关及导线若干．(1)应选用的电流表、电压表、滑动变阻器分别是：________、________、________.(填仪表代号)(2)在方框中画出实验电路图．(3)用所测数据对应的物理量计算x x解析：(1)分析题意可知，电源电动势为4.5 V，故电压表选择量程为3 V的V2，待测电阻约为15 kΩ，根据欧姆定律可得电路中最大电流为I m ＝U R x＝200 μA，故选择电流表A 1，为了能多测量数据，滑动变阻器应采用分压接法，选择阻值较小的滑动变阻器R 1.(2)滑动变阻器应采用分压接法，电流表采用内接法，如图所示.(3)分析题意可知，电压值为U 2，电流值为I 1，根据欧姆定律得，r ＋R x ＝U 2I 1，解得，R x ＝U 2I 1－r 1，U 2表示电压表V 2的示数，I 1表示电流A 1的示数．r 表示电流表的内阻．答案：(1)A 1 V 2 R 1 (2)见解析 (3)U 2I 1－r 17．有一个额定电压为2.8 V ，功率约为0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I ­U 图线，有下列器材供选用：A ．电压表(0～3 V ，内阻6 kΩ)；B ．电压表(0～15 V ，内阻30 kΩ)；C ．电流表(0～3 A ，内阻0.1 Ω)；D ．电流表(0～0.6 A ，内阻0.5 Ω)；E ．滑动变阻器(10 Ω，2 A)；F ．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)；G ．蓄电池(电动势6 V ，内阻不计).(1)某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的发光情况是________．要求小灯泡的电压从零开始增大，应选择图乙中的电路图是________．(填“(a)”或“(b)”)(2)用正确的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________．(用序号字母表示)(3)滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)(4)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.(5)若将此灯泡与电动势6 V 、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．(此空答案取3位有效数字)解析：(1)由电路图可知，电压表串接在电路中，电路中的电阻很大，小灯泡不亮，要使电压从零开始调节，应采用分压接法，故电路图应选择(b)．(2)由题意可知，灯泡的额定电压为2.8 V ，故电压表的量程应大于2.8 V ，故电压表应选3 V 量程，故选A ；由P ＝UI 可得，电流为I ＝0.28 A ，故电流表应选D.(3)本实验中应选用分压接法，故滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选E.(4)由图可知，当电压为2.8 V 时，电流为0.28 A ，故电阻R ＝U I＝10 Ω.(5)要使灯泡串联在6 V 的电源上正常工作，则与之串联的电阻的电压应为6 V －2.8 V ＝3.2 V ，此时电路中电流为0.28 A ，故应串联的电阻R ′＝11.4 Ω.答案：(1)不亮 (b) (2)A D (3)E (4)10 (5)11.4。

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线【考纲全景透析】一、实验目的1.描绘小电珠的伏安特性曲线.2.分析伏安特性曲线的变化规律.二、实验器材小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(0～3 V～15 V)与电流表(0～0.6 A～3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔.三、实验原理1.用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来.2.电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化.3.滑动变阻器两种接法的对比4.分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式电路. (2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路.(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路.(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低.【热点难点全析】一、实验步骤1.确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图中的原理图连接好实验电路.2.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S.3.移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S.4.拆除电路，整理仪器.（1）闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化;同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.（2）移动滑动变阻器触头的位置，测出12组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.【例1】在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流—电压的数据如表所示：(1)用表中数据描绘电压随电流的变化曲线；(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示，请指出灯丝的特征，并解释形成的原因【答案】（1）用表中数据描绘电压随电流的变化曲线，如图所示(2)电阻随电流增大存在三个区间，电阻的变化快慢不同，第一区间电流很小时,电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高很快，电阻增大得快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢.二、数据处理1.在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系.2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点.(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)3.将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线.4.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.5.注意事项（1）电路的连接方式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.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.＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝（3）I-U图线在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差.（4）电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程.（5）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.（6）误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线.【例证2】在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后：(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是_____导线断路.(2)某同学测出电源和小电珠的U-I图线如图所示，将小电珠和电阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A，则R＝_____Ω.(3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是( )A.a可以作为标准电阻使用B.b能作为标准电阻使用C.b的阻值随电压升高而增大D.c的阻值随电压升高而增大【答案】(1)g (2)0.8 (3)A、C【详解】(1)若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g导线断路.(2)由电源的U-I图线知E＝3.0 V，r＝1 Ω，当小电珠与电阻串联后，由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)＋R灯又由小电珠的U-I图线得＝＝1.2 ΩR灯解得R＝0.8 Ω.(3)因a元件的I-U线是直线，说明其阻值不随电压的变化而变化，故可作为标准电阻，故A对，B错；因I-U图线的斜率的倒数表示电阻值的变化，故C对D错.【高考零距离】【2012年】22．(2)J4[2012·四川卷] 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V,0.7 A”；，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A1电流表A，量程0.6 A，内阻r2＝0.2 Ω；2电压表V，量程3 V，内阻r V＝9 kΩ标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干．图1图2图3 图4①甲同学设计了如图l所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________Ω.②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V.③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图．并在图上标明所选器材代号．22．(2)[答案] ①5②4③如图所示．答图1 答图2[解析] ①由图2知，电压表的读数为2.30 V ，根据欧姆定律，L 的电阻R L ＝U I ＝2.300.46Ω＝5 Ω；②电压表与电阻R 2串联，电压表两端的电压3 V ，根据串联电路电阻与电压的关系，电阻R 2两端的电压为1 V ，灯泡L 两端的电压为电压表和电阻R 2两端的电压之和，即为4 V ；③如答图1和答图2所示．22．Ⅱ.J4[2012·安徽卷] 图12为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.图12(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，______； ②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，______；③断开开关，……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线． (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．图13Ⅱ.[答案] (1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压 (2)如图所示[解析] (1)①为了保护电表不被损坏，不会因为合上开关时电流过大而超过电表量程，应将滑片移至滑动变阻器的最左端，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；②要测绘小灯泡的伏安特性曲线，应增加电压，记下多组电流和电压值，要使数据有明显的变化，并且在移动滑动变阻器时要注意不得超过电表的量程．(2)画电路图时应注意：电流表为外接法，滑动变阻器为分压接法．【详解】○1由图2可读出电压表的示数为2.30V ，所以此时L 的电阻为2.30V/0.46A=5Ω； ○2电压表指针指在最大刻度时，电压表示数为3.00V ，加在L 上的电压值为()V42=+=R r r U U V VV L○3由于电压表量程太小，所以需要改装，将它与R2串联即成为一个量程为4.0V 的新的电压表；电流表A1量程太大，不可用，可以将A2改装：将它并联一个小电阻R1则成为一个量程为0.72A 的新的电流表了。

实验八：测绘小灯泡的伏安特性曲线1.图7为“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5 V.图7(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，______________；②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，__________；③断开开关，……根据实验数据作出小灯泡的伏安特性曲线.(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.答案(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录多组电流表和电压表的读数，直至电压达到其额定电压(2)见解析图解析(1)滑动变阻器为分压式接法，闭合开关前，应使小灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱.闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录多组电流表和电压表的读数，直至电压达到小灯泡的额定电压.(2)与实物电路相应的电路图如图所示.2.有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法测绘这个小灯泡的U－I图线，有下列器材供选用：A.电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)B.电压表(0～10 V，内阻20 kΩ)C.电流表(0～0.3 A，内阻1 Ω)D.电流表(0～0.6 A ，内阻0.4 Ω)E.滑动变阻器(5 Ω，10 A)F.滑动变阻器(500 Ω，0.2 A)(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________.(用字母表示)(2)为使实验误差尽量减小，要求小灯泡两端的电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用________(用字母表示).(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图9所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.图9答案 (1)A D (2)E (3)见解析解析 (1)因小灯泡的额定电压为4 V ，为了保证安全，选用的电压表量程应稍大于4 V ，但不能大太多，量程太大则示数不准确，故只能选用0～5 V 的电压表，故选A.由P ＝UI得，小灯泡的额定电流I ＝P U＝0.5 A ，故应选择0～0.6 A 量程的电流表，故选D. (2)由题意可知，小灯泡两端的电压要从零开始变化且多取几组数据，故只能采用滑动变阻器的分压式接法，而分压式接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E.(3)小灯泡内阻R ＝U 2P＝8 Ω，小于R 0＝R V R A ，故采用电流表外接法，故电路图和实物电路图如图所示.3.在研究规格为“6 V 3 W ”的小灯泡的伏安特性曲线的实验中，要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大.实验提供的电流表量程为0.6 A 、内阻约1 Ω ，电压表量程为10 V 、内阻约20 kΩ.(1)下列实验电路图，最合理的是________；(2)小灯泡接入电路前，某同学使用如图11所示的多用电表欧姆挡直接测量小灯泡的电阻，应将选择开关旋至________挡(填“×1”或“×10”).图11(3)某同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图12所示，则小灯泡的电阻值随温度的升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”).实验过程中，小灯泡消耗的功率为0.6 W时，小灯泡两端的电压是________V.图12答案(1)甲(2)×1(3)增大 2解析(1)实验要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大，故滑动变阻器应选分压式接法，小灯泡的内阻较小，电流表应采用外接法，选甲图；(2)小灯泡的电阻较小，欧姆挡选“×1”挡即可；(3)由于图线向上弯曲，图线上的点与原点连线的斜率增大，故小灯泡的电阻值随温度的升高而增大.由图线可得小灯泡消耗的功率为0.6 W时，小灯泡两端的电压是2 V.4．一只小灯泡，标有“3 V,1.5 W”的字样．现要描绘小灯泡0～3 V的伏安特性曲线．实验器材有：A．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器B．电动势为6 V、内阻约为1.0 Ω的电源C．量程为0.6 A、内阻约为1.0 Ω的电流表A1D．量程为3 A、内阻约为0.1 Ω的电流表A2E．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V1F．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V2G．开关、导线若干(1)电压表应选用________；电流表应选用________．(将选项代号的字母填在横线上)(2)在该实验中，设计了如图1所示的四个电路．为了减小误差，应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上)．图1(3)以下是该实验的操作步骤：A．将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路；B．调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大；C．闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数(U1，I1)，移动滑动变阻器的滑片，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组数据；D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线．指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改．解析(1)因为小灯泡的额定电压为3 V，故电压表选E；小灯泡的额定电流I＝PU＝1.53A＝0.5 A，故电流表选C.(2)小灯泡在额定电压下的电阻R＝UI＝6Ω，由于R VR>RR A，故电流表外接．描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分压式接法，选C.答案(1)E C(2)C(3)步骤B不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零；步骤D有错，应为按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来．5．有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU 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 Ω)E．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，允许最大电流为2 A)F．滑动变阻器(最大阻值为500 Ω，允许最大电流为1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图2甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验，其理由是：_________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)图2解析(1)因实验目的是描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用甲图所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．(2)因小灯泡额定电压为4 V,0～15 V的量程太大，读数误差大，所以电压表选0～5 V的A；小灯泡的额定电流I＝0.5 A，则电流表只能选D；滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡电阻8 Ω，调节不方便，故应选滑动变阻器E；又因R V R A>R2x，所以电流表应外接．答案(1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)AD E6．某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V,0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A2，量程0.6 A，内阻r2＝0.2 Ω；电压表V，量程3 V，内阻r V＝9 kΩ；标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干．①甲同学设计了如图5(1)所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图(2)所示，此时L的电阻为________Ω.图5②乙同学又设计了如图10a所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V.③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图6b所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．图6解析 ①电压表的示数U ＝2.30 V ，所以灯泡的电阻R L ＝U I ＝2.300.46 Ω＝5 Ω.②由题图知电压表V 与R 2串联，根据串联分压，当电压表V 的示数为3 V时，R 2两端的电压U 2＝U V R V R 2＝39×3 V ＝1 V ，所以灯泡两端的电压U ′＝U V ＋U 2＝(3＋1)V ＝4 V .③要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为4.0 V ，电流表的量程为0.7 A ，因此将电压表V 与标准电阻R 2串联改装为量程为4.0 V的电压表，将电流表A 2与标准电阻R 1，并联改装量程为0.6 A ＋0.6×0.21 A＝0.72 A 的电流表．故虚线框内实验电路如下图所示．答案 ①5 ②4 ③如解析图所示7 二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性.某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA.(1)该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断____ (填“左”或“右”)端为二极管的正极.(2)实验探究中他们可选器材如下：A.直流电源(电动势3 V，内阻不计)B.滑动变阻器(0～20 Ω)C.电压表(量程15 V、内阻约80 kΩ)D.电压表(量程3 V、内阻约30 kΩ)E.电流表(量程0.6 A、内阻约1 Ω)F.电流表(量程50 mA、内阻约50 Ω)G.待测二极管H.导线、开关为了提高测量精度，电压表应选用________，电流表应选用________.(填序号字母) (3)实验中测得的数据如下表，请在图3坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.电流I/mA000.2 1.8 3.98.614.021.833.550.0 电压U/V00.500.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50图3(4)同学们将该二极管与阻值为100 Ω的定值电阻串联后接到输出电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为________ W.解析(1)调到欧姆挡时，在多用电表的内部，电源的正极是接在黑表笔上，负极是接在红表笔上；(2)电源电压只有3 V，所以电压表选D；二极管允许通过的最大电流为50 mA，所以电流表选F.(4)在图中画出阻值为100 Ω的定值电阻的伏安特性图象，从图中找出两图象电流相同且电压之和等于3 V时的电流值大约是13 mA，则R的功率P＝I2R≈0.017 W.答案(1)左(2) D F(3)伏安特性曲线如图所示(4)0.017(在0.015～0.019范围内均可)8.某同学查阅相关资料得到直流电动机转动时的U －I 特性曲线，如图10甲所示，该同学利用图乙所示的实验电路研究该直流电动机的转动情况，电路中使用恒压电源(输出电压值固定)，R 1是定值电阻(阻值为15 Ω)，R 2是滑动变阻器，是理想电流表，实验操作步骤如下：图10 (1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器R 2，使其接入电路中的阻值________.(选填“最大”或“最小”)(2)先闭合开关S 1，开关S 2保持断开，此时电流表的示数为0.6 A ，则恒压电源输出电压为________V.(3)再闭合开关S 2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8 A ，直流电动机实际消耗的电功率为________W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω.答案 (1)最大 (2)9 (3)3.84 4.83解析 (2)电源输出电压：U ＝IR 1＝0.6×15 V ＝9 V.(3)电动机的输入电流I M ＝I －I 1＝1.2 A.由电动机的U －I 特性曲线可知，此时电动机的电压为U M ＝3.2 V ，所以P ＝U M I M ＝3.84 W ，R 2＝U －U M I M≈4.83 Ω.。