实验八描绘小电珠的伏安特性曲线

知识梳理考点一考点二考点三1.实验原理(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出I－U图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和

的关系.2.实验器材小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0～3V～15V”、电流表“0～0.6A～3A”、

、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.温度滑动变阻器【基本实验要求】答案3.实验步骤(1)画出电路图(如实验原理图甲).(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路.(3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中.(4)数据处理①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系.②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.③将描出的点用

的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线.平滑答案实验原理图4.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0.6A.②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.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电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的

以上.⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器.

答案1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节范围

≤U≤E0≤U≤E负载R上电流的调节范围

2.两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值较

的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小).(2)分压式接法适合测量阻值较

的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大).小大【规律方法总结】答案3.注意事项(1)电路的连接方式：①电流表应采用

接法：因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小，与量程为0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大.②滑动变阻器应采用

接法：目的是使小电珠两端的电压能从0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0的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从0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.(3)I－U图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差.分压式外答案4.误差分析(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值

于真实值.(2)测量时读数带来误差.(3)在坐标纸上描点、作图带来误差.大返回答案1.如图是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图.(1)根据图画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V.所示读数为：①________、②___________、③____________、④________.两组数据得到的电阻分别为________和________.0.10A0.24A2.00V0.27V8.3Ω2.7Ω213解析答案2.小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V，最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：A.电压表(量程3V，内阻6kΩ)B.电压表(量程15V，内阻30kΩ)C.电流表(量程0.6A，内阻0.5Ω)D.电流表(量程3A，内阻0.1Ω)E.滑动变阻器(阻值范围0～5Ω，额定电流为0.6A)F.滑动变阻器(阻值范围0～100Ω，额定电流为0.6A)G.直流电源(电动势E＝3V，内阻不计)H.开关、导线若干.该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压).√√213解析答案I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)为了提高实验结果的准确程度，电流表选__________；电压表选__________；滑动变阻器选__________.(以上均填写器材代号)(2)请在虚线框中画出实验电路图.CAE滑动变阻器分压式接法，选小阻值

213解析答案3.要测绘一个标有“6V

2.5W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：A.直流电源(6V，内阻未知)B.电流表G(满偏电流3mA，内阻Rg＝10Ω)C.电流表A(0～0.6A，内阻未知)D.滑动变阻器R(0～20Ω，5A)E.滑动变阻器R′(0～200Ω，1A)F.定值电阻R0(阻值1990Ω)G.开关与导线若干(1)由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表G作为电压表使用测出小灯泡两端电压，再用电流表A测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线，该方案实际上不可行，其最主要的原因是_____________________________________________________________________.(2)为完成本实验，滑动变阻器应选________(填器材前的序号).

电流表G测量电压范围太小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大.滑动变阻器分压式接法，选小阻值D解析答案213(3)请在图中完成本实验的实物电路图的连线.213答案

[方法点拨]3.控制电路分滑动变阻器的分压式和限流式两种接法，两种接法的选择方法如下：(1)采用限流式接法时不能控制电流(或电压)满足实验要求，即滑动变阻器阻值调到最大，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(或额定电压)，则必须选用分压式接法.(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多，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，应改用分压式接法.(3)若实验中要求测量电路中电压从0开始变化，则必须采用分压式接法.(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、耗能低.返回4.某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；0.4445答案③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________W(保留两位小数).r=R外U外=U内=1.5V

2.25445解析答案5.由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线.可供选择的实验器材有：A.待测电阻器Rx(2.5V,1.2W)B.电流表A(0～0.6A，内阻为1Ω)C.电压表V(0～3V，内阻未知)D.滑动变阻器(0～10Ω，额定电流为1A)E.电源(E＝3V，内阻r＝1Ω)F.定值电阻R0(阻值为5Ω)G.开关一个和导线若干45(1)实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图.

45答案(2)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00UR/V

其中，I是电流表的示数，U是电压表的示数，UR是电阻器两端的实际电压.请通过计算补全表格中的空格，然后在图中画出电阻器的伏安特性曲线.0.100.200.350.600.901.452.052.52解析电压表的示数减去电流表的分压即为电阻器两端的电压：UR＝U－Ir，数据如表.电阻器的伏安特性曲线如图乙中曲线所示.45解析答案(3)该同学将本实验中的电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是______W.(结果保留两位小数)解析由UR＋I(r＋R0)＝E作出U－I图象如图乙中直线所示，由此图象与电阻器U－I图线的交点可得此时电阻器的电压UR＝0.9V，电流I＝0.35A，电阻器的实际功率为P＝URI≈0.32W.0.3245解析答案

[方法点拨]返回6.LED二极管的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管(LED)，并因此带来的新型节能光源.某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.U/V0.00.400.801.201.602.002.402.80I/mA0.00.92.34.36.812.019.030.0实验室提供了以下器材：A.电压表(量程0～3V，内阻约20kΩ)B.电压表(量程0～15V，内阻约100kΩ)C.电流表(量程0～50mA，内阻约40Ω)D.电流表(量程0～0.6A，内阻约2Ω)E.滑动变阻器(阻值范围0～20Ω，允许最大电流2A)F.电源(电动势6V，内阻不计)G.开关，导线若干√√67解析答案(1)该同学做实验时，电压表选用的是_____，电流表选用的是_____(填选项字母).(2)如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充完整.CA67答案(3)根据表中数据，请在图乙中画出该二极管的I－U图线.U/V0.00.400.801.201.602.002.402.80I/mA0.00.92.34.36.812.019.030.0(4)若此发光二极管的最佳工作电流为15mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R＝______Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态.(结果保留两位有效数字)-3

5367解析答案7.为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率，实验所使用的小灯泡规格为“3.0V

1.8W”，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值