测绘小灯泡的伏安特性曲线

1、第1页 共 34 页专题专题3 测绘小灯泡的伏安特性曲线测绘小灯泡的伏安特性曲线第2页 共 34 页一一 选择题选择题1.某同学用伏安法测某电阻时某同学用伏安法测某电阻时,分别采用了内接法和外接法分别采用了内接法和外接法,测得某电阻测得某电阻Rx的阻值分别为的阻值分别为R1和和R2,则所测阻值与真实值则所测阻值与真实值Rx的关系应为的关系应为( )A.R1RxR2 B.R1RxR2Rx D.R1R2Rx答案答案:A第3页 共 34 页解析解析:对于外接法对于外接法,依据测量公式可得依据测量公式可得:R测测= 依据并联电路依据并联电路特点得特点得:解得解得:R测测=显然有显然有:R测测R,即即R

2、2R,即即R1Rx所以所以,本题的正确选项为本题的正确选项为A.,UIVVR RUIRR1/VRR RUIUI第4页 共 34 页2.在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中的实验中,小灯泡的电阻小灯泡的电阻的测量值与实际值相比较的测量值与实际值相比较,测量值测量值( )A.偏大偏大 B.偏小偏小C.有时偏大有时偏大,有时偏小有时偏小 D.都有可能都有可能答案答案:B第5页 共 34 页解析解析:由于采用电流表外接法由于采用电流表外接法,测得电流比实际电流值偏大测得电流比实际电流值偏大.由由欧姆定律欧姆定律 得得,电阻测量值偏小电阻测量值偏小,应选应选B.URI第6页

3、共 34 页3.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,下列说法正确的是下列说法正确的是( )A.控制电路可以用限流电路控制电路可以用限流电路B.电路中可以用电流表的内接电路中可以用电流表的内接C.可以在断开开关可以在断开开关S时调节滑动变阻器的滑片时调节滑动变阻器的滑片,当移动滑片后当移动滑片后再闭合开关再闭合开关,读出并记下这时电压表和电流表的值读出并记下这时电压表和电流表的值,然后又然后又断开开关断开开关,如此反复如此反复,直到记录直到记录12组左右不同的组左右不同的U I值值.D.以上作法都不可取以上作法都不可取答案答案:D第7页 共 34 页解析解析:描

4、绘小灯泡的伏安特性曲线要求灯泡两端的电压从零描绘小灯泡的伏安特性曲线要求灯泡两端的电压从零开始逐渐升高开始逐渐升高,因此只能用分压电路因此只能用分压电路,A项错误项错误;灯丝的电阻灯丝的电阻很小很小,如如“4V,0.70 A”灯泡的灯丝电阻约为灯泡的灯丝电阻约为5.7 ,而量程为而量程为1 A的电流表内阻的电流表内阻RA约约0.1 左右左右,量程为量程为5 V 的电压表的内阻的电压表的内阻RV约约5 k左右左右,当电流表内接时当电流表内接时,电流表的分压作用约为电流表的分压作用约为 当电流表外接时当电流表外接时,电压表的分流作用约为电压表的分流作用约为 因此用因此用电流表外接所测得的结果误差要

5、小得多电流表外接所测得的结果误差要小得多,故不可以用电流故不可以用电流表的内接表的内接,B项错误项错误; 1,601,1000第8页 共 34 页我们作小灯泡的伏安特性曲线的目的是研究或探索当温度发我们作小灯泡的伏安特性曲线的目的是研究或探索当温度发生变化时生变化时,金属的电阻是否变化及怎样变化金属的电阻是否变化及怎样变化,如果调节好滑如果调节好滑片后再闭合开关并读数片后再闭合开关并读数,然后又断开开关然后又断开开关,就不能连续地反就不能连续地反映出灯丝电阻随温度逐渐升高时的实际变化规律映出灯丝电阻随温度逐渐升高时的实际变化规律,即不能即不能反映所研究的这一现象的本来面目反映所研究的这一现象的

6、本来面目,另一方面失去电压表另一方面失去电压表和电流表的监视而去移动滑片和电流表的监视而去移动滑片,很有可能使分压电路的电很有可能使分压电路的电压过大而烧坏小灯泡压过大而烧坏小灯泡,故故C不正确不正确.第9页 共 34 页4.要测定小灯泡要测定小灯泡L“2.5 V,0.3 A”的伏安特性曲线的伏安特性曲线,测量电路应测量电路应选用图专题选用图专题3-1中的哪种电路中的哪种电路( )答案答案:B第10页 共 34 页解析解析:小灯泡的电阻很小小灯泡的电阻很小,采用电流表外接可使测量误差减小采用电流表外接可使测量误差减小,滑动变阻器应采用分压式接法滑动变阻器应采用分压式接法,以增大电压变化范围以增

7、大电压变化范围.第11页 共 34 页5.用电压表和电流表进行测量用电压表和电流表进行测量,不考虑它们对电路的影响不考虑它们对电路的影响,意意思是思是( )A.把电压表和电流表的内阻都看成是零把电压表和电流表的内阻都看成是零B.把电压表和电流表的内阻都看成是无穷大把电压表和电流表的内阻都看成是无穷大C.把电流表内阻看成是零把电流表内阻看成是零,把电压表内阻看成无穷大把电压表内阻看成无穷大D.把电流表内阻看成是无穷大把电流表内阻看成是无穷大,把电压表内阻看成是零把电压表内阻看成是零答案答案:C第12页 共 34 页解析解析:电流表使用时要串联接入电路电流表使用时要串联接入电路,对电路的影响来源于

8、其对电路的影响来源于其内阻的分压作用内阻的分压作用,只有它的内阻足够小时才能忽略其对电只有它的内阻足够小时才能忽略其对电路的影响路的影响.电压表并联接在电路中电压表并联接在电路中,对电路的影响来源于其对电路的影响来源于其内阻的分流作用内阻的分流作用,只有它的内阻足够大时才能使分流作用只有它的内阻足够大时才能使分流作用很小以致可以忽略对电路的影响很小以致可以忽略对电路的影响,故应选择故应选择C项项.第13页 共 34 页6.用图专题用图专题3-2所示的电路测定电阻所示的电路测定电阻R的阻值的阻值,尽管所用的仪器尽管所用的仪器是完好的是完好的,实验操作也正确实验操作也正确,但发现测得的阻值近似等于

9、其但发现测得的阻值近似等于其真实值的真实值的1/2,这是由于这是由于( )A.R的阻值接近于电压表的内阻的阻值接近于电压表的内阻B.R的阻值远大于电压表的内阻的阻值远大于电压表的内阻C.电流表的内阻太大电流表的内阻太大D.没有进行多次测量没有进行多次测量答案答案:A第14页 共 34 页解析解析:采用电流表外接法测量电阻时采用电流表外接法测量电阻时,测量值等于被测电阻和测量值等于被测电阻和电压表并联后的阻值电压表并联后的阻值,电压表内阻接近被测电阻阻值时电压表内阻接近被测电阻阻值时,测测量值接近真实值的量值接近真实值的1/2.第15页 共 34 页7.在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的

10、伏安特性曲线”的实验中的实验中,可以同时测定可以同时测定小灯泡在各种电压下的功率小灯泡在各种电压下的功率.小灯泡的测量功率与实际功小灯泡的测量功率与实际功率相比较率相比较,测量功率测量功率( )A.总偏大总偏大 B.总偏小总偏小 C.无误差无误差 D.都有可能都有可能答案答案:A解析解析:该实验中为了减小测量误差该实验中为了减小测量误差,采用了电流表外接采用了电流表外接,电流测电流测量值偏大量值偏大,P=UI,故功率测量值偏大故功率测量值偏大.第16页 共 34 页二二 非选择题非选择题8.(2010高考重庆卷高考重庆卷)在探究小灯泡的伏安特性实验中在探究小灯泡的伏安特性实验中,所用所用器材有

11、器材有:灯泡灯泡L 量程恰当的电流表量程恰当的电流表A和电压表和电压表V 直流电直流电源源E 滑动变阻器滑动变阻器R 电键电键S等等,要求灯泡两端电压从要求灯泡两端电压从0开始开始变化变化.第17页 共 34 页(1)实验中滑动变阻器应采用实验中滑动变阻器应采用_接法接法(填填“分压分压”或或“限流限流”)(2)某同学已连接如图专题某同学已连接如图专题3-3所示的电路所示的电路,在连接最后一根导在连接最后一根导线的线的c端到直流电源正极之前端到直流电源正极之前,请指出其中仅有的请指出其中仅有的2个不当之个不当之处处,并说明如何改正并说明如何改正._;._. 分压分压电键电键S不应闭合不应闭合,

12、应处于断开状态应处于断开状态滑动变阻器滑动触头滑动变阻器滑动触头P位置不当位置不当,应将其置于应将其置于b端端第18页 共 34 页(3)电路连接正确后电路连接正确后,分别测得两只灯泡分别测得两只灯泡L1和和L2的伏安特性曲的伏安特性曲线如图专题线如图专题3-4中中和和所示所示,然后将灯泡然后将灯泡L1 L2与电池组与电池组(电动势和内阻均恒定电动势和内阻均恒定)连成图专题连成图专题3-5所示电路所示电路,多次测量后多次测量后得到通过得到通过L1和和L2的电流平均值分别为的电流平均值分别为0.30 A和和0.60A.第19页 共 34 页在图专题在图专题3-4中画出电池组路端电压中画出电池组路

13、端电压U和电流和电流I的关系曲线的关系曲线._由该曲线可知电池组的电动势为由该曲线可知电池组的电动势为_V,内阻为内阻为_(取取2位有效数字位有效数字).路端电压路端电压U与电流与电流I的关系曲线如图专题的关系曲线如图专题3-64.62.7第20页 共 34 页解析解析:本题考查电阻与电源的伏安特性曲线本题考查电阻与电源的伏安特性曲线,意在考查考生的意在考查考生的动手操作能力以及实验数据处理等实验能力动手操作能力以及实验数据处理等实验能力.(1)因为灯泡两端的电压要从因为灯泡两端的电压要从0开始调节开始调节,故只能采用分压电路故只能采用分压电路.(2)在电路接好并检查是否正确连线之前在电路接好

14、并检查是否正确连线之前,电键应处于断开状电键应处于断开状态态,以免因接线错误而导致仪表损坏以免因接线错误而导致仪表损坏;接为分压电路时接为分压电路时,滑动滑动变阻器的有效电阻应从最小值开始调节变阻器的有效电阻应从最小值开始调节,故滑片故滑片P应先处于应先处于b端端.第21页 共 34 页 (3)因为电池组的电动势与内电阻恒定因为电池组的电动势与内电阻恒定,故对应的故对应的U-I图象应为图象应为直线直线.在两灯泡的伏安特性曲线在两灯泡的伏安特性曲线与与上分别选取电流对上分别选取电流对应为应为0.30A与与0.60A的两点的两点,连接该两点即可得电池组的伏连接该两点即可得电池组的伏安特性曲线安特性

15、曲线.延长该曲线交两坐标轴于两点延长该曲线交两坐标轴于两点,由于与纵轴的由于与纵轴的交点表示电池组的电动势交点表示电池组的电动势,故该电池组的电动势为故该电池组的电动势为4.6 V,该该直线的斜率表示内阻直线的斜率表示内阻,所以该电池组的内阻为所以该电池组的内阻为2.7 .第22页 共 34 页9.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下几组某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下几组U和和I的的数据数据:编号编号 12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡灯泡

16、发光发光情况情况不亮不亮 微亮微亮 逐渐变亮逐渐变亮 正常发光正常发光第23页 共 34 页(1)在图专题在图专题3-7上画出上画出I-U图线图线;第24页 共 34 页(2)从图线上可以看出从图线上可以看出,当功率逐渐增大时当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情灯丝电阻的变化情况是况是_;(3)这表明导体的电阻随温度升高而这表明导体的电阻随温度升高而_. 第25页 共 34 页解析解析:(1)根据根据U-I的数据的数据,在坐标轴上找出对应的点在坐标轴上找出对应的点,连成平滑连成平滑的曲线的曲线,即即I-U图线图线,灯丝的电阻灯丝的电阻,即图线上任一点与坐标原点连即图线上任一点与坐标原点连线的斜率

17、的倒数线的斜率的倒数,见图专题见图专题3-8.(2)在在I-U图线中图线中,任一点与坐标原点连线的的斜率倒数即为这任一点与坐标原点连线的的斜率倒数即为这一状态的电阻值一状态的电阻值,即即 从图线看出斜率越来越小从图线看出斜率越来越小,其倒数其倒数越来越大越来越大,即灯丝电阻随功率增加而变大即灯丝电阻随功率增加而变大,或者说随温度升高或者说随温度升高而变大而变大.,URI第26页 共 34 页10.在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的的 实验中实验中,使用的小灯使用的小灯泡为泡为“6 V,3 W”,其他供选择的器材有其他供选择的器材有:电压表电压表 V(量程量程6 V,内阻

18、内阻20 k);电流表电流表A1(量程量程3 A,内阻内阻0.2 );电流表电流表A2(量程量程0.6 A,内阻内阻1 );变阻器变阻器R1(01 000 ,0.5 A);变阻器变阻器R2(020 ,2 A);学生电源学生电源E(68 V),开关开关S及导线若干及导线若干.第27页 共 34 页实验中要求在电压表实验中要求在电压表06 V范围内读取并记录下范围内读取并记录下12组左右不组左右不同的电压值和对应的电流值同的电压值和对应的电流值I以便作出伏安特性曲线以便作出伏安特性曲线,则在则在上述器材中上述器材中:第28页 共 34 页(1)电流表应选电流表应选_,变阻器应选变阻器应选_;A2R

19、2第29页 共 34 页 (2)在图专题在图专题3-9(b)方框中画出实验原理图方框中画出实验原理图;第30页 共 34 页(3)试根据实验电路图试根据实验电路图,将图专题将图专题3-9(a)中的实验连成实验电路中的实验连成实验电路.第31页 共 34 页答案答案:(1) (2)见图专题见图专题3-10图专题图专题3-10(3)见图专题见图专题3-11第32页 共 34 页解析解析:(1)计算灯泡的额定电流计算灯泡的额定电流I额额= A=0.5 A,则电流表则电流表选选A2,实验要求电压表从零开始读数实验要求电压表从零开始读数,则滑动变阻器选择分压则滑动变阻器选择分压式连接式连接,滑动变阻器选择额定电流大滑动变阻器选择额定电流大 总阻值小的总阻值小的,因此滑动因此滑动变阻器应选变阻器应选R2,灯泡的电阻灯泡的电阻R灯灯= =12 较小较小,电流电流表外接表外接.(2)原理图如图专题原理图如图专题3-10所示所示.(3