高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 实验9 描绘小灯泡的伏安特性曲线课件

实验九 描绘小灯泡的伏安特性曲线

板块一 主干梳理·夯实基础

实验原理与操作

◆ 实验目的

1.描绘小灯泡的伏安特性曲线。

2.分析伏安特性曲线的变化规律。

◆ 实验原理

1.用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，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：因为小灯泡的电阻很小，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。

◆ 实验器材

小灯泡(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。

◆ 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，按如图所示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，测出多组不同的电压值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。

数据处理与分析

◆ 数据处理(画出伏安特性曲线)

1.在坐标纸上以U为横轴，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结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。

◆ 实验器材选取

1.原则：①安全；②精确；③操作方便。

2.具体要求

(1)电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流。干电池中电流一般不允许超过0.6 A。

(2)该用电器的实际最大电流不能大于用电器的额定电流。

(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。

(4)滑动变阻器，分压式接法要选用小阻值滑动变阻器。

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62 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．(2017·北京海淀区模拟)某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3.8 V．要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0～3.8 V范围内完整的伏安特性曲线．

(1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图1所示的两种实验方案中，应选择____图所示电路进行实验．(选填“甲”或“乙”)

图1

(2)若实验中只提供了量程为3 V，内阻为3 000 Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4 V的电压表V2，则应将电压表V1________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为________ Ω的定值电阻，才能实现改装的要求．

(3)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据这个曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图所示的关系图象，其中可能正确的是______．(选填选项下面的字母序号)

图2

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(4)某同学将该小灯泡接在一个电动势为3.0 V、内阻为5.0 Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡的实际功率约为______W．(保留2位有效数字)

2．(2018·四川成都模拟)某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的器材如下：

待测小灯泡(2.5 V,1.25 W)

电源(电动势3 V，内阻不计)

电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω；0～3 A，内阻约0.025 Ω)

电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ；0～15 V，内阻约15 kΩ)

1 48 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，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，再次操作简便，选不到理想的仪器，其中几个相比较，就选较好的．

1．为测定标有“4.5 V、2 W”字样小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：

A．电压表V1(0～3 V，内阻为3 kΩ)

B．电压表V2(0～15 V，内阻为15 kΩ)

C．电流表A(0～0.6 A，内阻约1 Ω)

D．定值电阻R0(阻值为3 kΩ)

E．滑动变阻器R(10 Ω，2 A)

F．学生电源(直流6 V，内阻不计)

G．开关、导线若干

(1)为使实验误差尽可能小，并要求从零开始多取几组数据，图1所示的四幅电路图中满足实验要求的是______．该实验电路图中是电压表________(填“V1”或“V2”)；该电路图中小灯泡两端电压U与对应电压表读数UV的比值UUV＝________.

图1

(2)正确连接电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P应移到________端(填“a”或“b”)；实验操作中，为使灯泡不被烧坏，当观察到电表的示数接近________V时，要特别注意滑动变阻器的调节．

2．某物理学习小组拟用下列器材研究小灯泡L两端的电压与通过它的电流的关系曲线．

A．小灯泡L(4.0 V,0.7 A) 2 B．电流表A(0～0.6 A，内阻为0.2 Ω)

C．电压表V(0～3 V，内阻为9 kΩ)

D．标准电阻R1＝1 Ω

E．标准电阻R2＝3 kΩ

F．滑动变阻器R(0～10 Ω)

G．学生电源(电动势E＝6 V、内阻不计)

H．开关一个，导线若干

(1)为了准确描绘出小灯泡L较完整的U－I曲线，请在图2甲虚线框内画出实验电路图．

图2

(2)该学习小组同学正确进行实验操作，并处理实验数据后，描点作图得到了如图乙所示的小灯泡L的U－I图线．某次实验中得到的电压表示数如图丙所示，电压表示数为________V，此时小灯泡的电阻约为________ Ω(保留两位有效数字)．由小灯泡L的U－I图线可知小灯泡L的电阻随电流I的增大而________(填“增大”“不变”或“减小”)．

第一部分 恒定电流复习要点及参考题

本章以电路为核心，研究串、并联电路中的电阻、电流、电压、电动势、电功率、能量的关系及电阻定律、欧姆定律、焦耳定律等知识点，侧重点为这些知识点在实际问题中的应用，而不是对基本概念的理解和辨析。串、并联电路无须搞得太复杂，会对简单串、并联电路进行分析与计算即可。尤其要重视是电学实验的复习。

1、从基本概念和基本规律入手，搭好电路的平台

⑴直流电路基本概念：直流电路→电源→电动势→路端电压→电阻→电流→电压→电功→电功率→热功率→效率

⑵基本规律：欧姆定律→闭合电路欧姆定律→电阻电律→焦耳定律→串、并联电路中的电阻、电流、电压、电功率的关系

⑶基本概念和基本规律中的疑难问题：

①电流的定义的理解与等效电流的计算问题，弄清电流的定义式、决定式及微观表达式等公式的物理意义，会计算通过导体横截面的电荷数

②非纯电阻电路与纯电阻电路中的能量、电压、电流、电阻、电功率等概念的区别和规律的适用条件。严格区别纯电阻电路与非纯电阻电路的关键在于电压、电流是否为所研究的电阻电压和电流。

③区分路端电压和电动势的关系

2、从常考的重点题型和方法入手，掌握解题技巧和提升分析能力

⑴有关电流的定义式、决定式及微观表达式等公式的正确运用及电荷量、电荷数的计算

⑵闭合电路动态分析（程序法、直观法＜“串饭并同”＞、极限法等）

⑶纯电阻电路与非纯电阻电路中与电功、电功率、电热有关的问题的综合分析

⑷含电容器问题的综合分析

⑸对伏安特性曲线的理解与运用①导体的伏安特性曲线②电源的伏安特性曲线

弄清图像上的“点”、“线”、“截距”、“斜率”或“面积”的物理意义

⑹电压表、电流表的原理，电路的故障分析与判断

第一课时 欧姆定律 焦耳定律 电阻定律

【高考要求】

1. 电流 Ⅰ

2.欧姆定律 Ⅱ

3.电功 电功率 、焦耳定律 Ⅰ