（名師導學）2020版高考物理總復(fù)習 第八章 第5節(jié) 實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線率教學案 新人教版

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1、第5節(jié)　實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線 夯實基礎(chǔ)　【p143】 一、實驗?zāi)康? 描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律． 二、實驗原理 1．實驗電路(如圖所示)：電流表采用外接(小燈泡電阻很小)，滑動變阻器采用分壓式(使電壓能從零開始連續(xù)變化) 2．實驗原理：用電壓表和電流表可以分別測出多組小燈泡的電壓和電流值，在坐標紙的I－U坐標系中描出各個點，用一條平滑的曲線將這些點連接起來． 三、實驗器材 學生電源(4～6 V直流)，小燈泡(“4 V　0.7 A”或“3.8 V　0.3 A”)，電流表(內(nèi)阻較小)，電壓表(內(nèi)阻很大)，滑動變阻器，開關(guān)和導線． 四、實驗步驟

2、1．連接電路：確定電流表、電壓表的量程，按實驗電路圖連好電路．(注意開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器與燈泡并聯(lián)部分電阻為零)． 2．測量數(shù)據(jù)：閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表、電壓表有較小但明顯的示數(shù)，記錄一組電壓U和電流I值． 3．重復(fù)測量：用同樣的方法測量并記錄12組U值和I值. 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 電壓U/V 電流I/A 4.整理器材：斷開開關(guān)S，整理好器材． 5．描繪曲線：在坐標紙上，以U為橫坐標、I為縱坐標建立直角坐標

3、系，并根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點，先觀察所描點的走向，再用平滑曲線連接各點得到I－U圖線． 五、注意事項 1．本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法． 2．本實驗要作出I－U圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓式接法． 3．為保護元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的左端． 4．加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓． 5．連圖線時曲線要平滑，絕對不要出現(xiàn)折線． 六、誤差分析 1．由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，則電流表示數(shù)偏大． 2．測量時讀數(shù)帶來誤差． 3．在坐標紙上描

4、點、作圖時帶來誤差． ?！　　緋143】 考點突破　　 例1為測定標有“4.5 V　2 W”字樣小燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用： A．電壓表V1(0～3 V，內(nèi)阻為3 kΩ) B．電壓表V2(0～15 V，內(nèi)阻為15 kΩ) C．電流表A(0～0.6 A，內(nèi)阻約1 Ω) D．定值電阻R0(阻值為3 kΩ) E．滑動變阻器R(10 Ω，2 A) F．學生電源(直流6 V，內(nèi)阻不計) G．開關(guān)、導線若干 (1)為使實驗誤差盡可能小，并要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，下圖所示的四幅電路圖中滿足實驗要求的是______．該實驗電路圖中○,X)是電壓表________(填“V1

5、”或“V2”)；該電路圖中小燈泡兩端電壓U與對應(yīng)電壓表讀數(shù)UV的比值＝________． (2)正確連接電路，閉合開關(guān)前，將滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到________(填“a”或“b”)端；實驗操作中，為使燈泡不被燒壞，當觀察到電表○,X)的示數(shù)接近________V時，要特別注意滑動變阻器的調(diào)節(jié)． 【解析】(1)實驗要求從零開始取數(shù)據(jù)，所以滑動變阻器接成分壓式電路，甲、丙錯；繪制伏安特性曲線，應(yīng)該使燈泡兩端電壓由0～4.5 V連續(xù)變化，如果用0～15 V量程電壓表測量，其最小分度值為0.5 V，測量誤差較大，所以選用0～3 V量程的電壓表V1，再串聯(lián)定值電阻，將其改裝為6 V量程的電壓

6、表，所以乙正確．由分壓規(guī)律可知，＝2. (2)正確連接電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)使燈泡兩端電壓最小，故滑動變阻器的滑片應(yīng)移到a端；由于電壓表內(nèi)阻與定值電阻阻值相等，由分壓規(guī)律可知，當電壓表讀數(shù)接近2.25 V時，小燈泡兩端電壓接近4.5 V的額定電壓． 【答案】(1)乙　V1　2　(2)a　2.25 針對訓練　 1．某實驗小組想研究小燈泡的伏安特性，除了提供小燈泡(規(guī)格“12 V　5 W”)外，還有以下一些器材： A．電源：12 V，內(nèi)阻不計 B．電流表A1：0～0.6 A，內(nèi)阻約0.125 Ω C．電流表A2：0～3 A，內(nèi)阻約0.025 Ω D．電壓表V1：0～3 V，內(nèi)阻約3

7、kΩ E．電壓表V2：0～15 V，內(nèi)阻約15 kΩ F．滑動變阻器R(最大阻值為18 Ω，滑片的有效移動長度為27 cm) G．開關(guān)一個，導線若干 (1)完成該實驗，需要選擇的儀器有__ABEFG__．(填儀器前的字母代號) (2)某位同學測得小燈泡的伏安特性曲線如圖1所示．某次測量時，電流表指針位置如圖2所示，電流表讀數(shù)為__0.40__ A，此時小燈泡的實際功率為__2.4__W. (3)根據(jù)I－U圖象可知：從A點IA＝0.30 A到B點IB＝0.50 A的過程中小燈泡的電阻逐漸__增大__(選填“增大”或“減小”)，改變的阻值約為__10.7__Ω(結(jié)果保留1位小數(shù))．

8、在獲得A→B段圖線數(shù)據(jù)的過程中，滑動變阻器的滑片移動了__15__cm. 【解析】(1)根據(jù)小燈泡規(guī)格“12 V　5 W”可知額定電流I額＝＝ A≈0.42 A，所以電流表應(yīng)選0～0.6 A量程；由于額定電壓為12 V，故電壓表應(yīng)選0～15 V量程；還需要電源、滑動變阻器、開關(guān)和導線等，故所選器材為ABEFG. (2)電流表量程是0.6 A，每小格電流是0.02 A，所以電流表讀數(shù)為I＝0.40 A；根據(jù)I－U圖象可知I＝0.40 A時，小燈泡兩端的電壓U＝6.0 V，所以小燈泡消耗的實際功率為P＝UI＝2.4 W. (3)電路如圖所示，根據(jù)I－U圖象可知RA＝ Ω＝13.3 Ω、R

9、B＝ Ω＝24 Ω，從A點到B點的過程中燈泡的電阻逐漸增大，改變的阻值為10.7 Ω；設(shè)滑片在A點時與燈泡并聯(lián)的滑動變阻器阻值為R，此時燈泡兩端電壓即與滑動變阻器并聯(lián)電壓為U并＝4 V，滑動變阻器另段電壓為12 V－4 V＝8 V，通過燈泡的電流為IL＝0.30 A，由串并聯(lián)電路特點及歐姆定律可得，×(18 Ω－R)＝8 V，解得R＝8 Ω；與燈泡并聯(lián)的滑動變阻器電阻絲長度為×27 cm＝12 cm；在獲得AB段圖線數(shù)據(jù)的過程中，滑動變阻器的滑片移動了27 cm－12 cm＝15 cm. ?！　　緋144】 考點突破　　 例2在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，小燈泡的規(guī)格為“2.0

10、 V　0.5 A”．備有下列器材： A．電源E(電動勢為3.0 V，內(nèi)阻不計) B．電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻約1 kΩ) C．電壓表V2(量程0～15 V，內(nèi)阻約4 kΩ) D．電流表A1(量程0～3 A，內(nèi)阻約0.1 Ω) E．電流表A2(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.6 Ω) F．滑動變阻器R1(0～5 Ω，3.0 A) G．滑動變阻器R2(0～200 Ω，1.25 A) H．開關(guān)和若干導線 為了盡可能準確地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，請完成以下內(nèi)容． (1)實驗中電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________(請?zhí)?/p>

11、寫選項前對應(yīng)的字母)． (2)圖甲是實物電路，請你不要改動已連接的導線，把還需要連接的導線補上． (3)某同學完成該實驗后，又找了另外兩個元件，其中一個是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而增大，而另一個是由半導體材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而減?。诌x用了合適的電源、電表等相關(guān)器材后，對其中的一個元件進行了測試，測得通過其中的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如下表所示： U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60 I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20 請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中

12、作出該元件的I－U圖線；該元件可能是由__________(填“金屬”或“半導體”)材料制成的． (4)在(3)的基礎(chǔ)上，該同學進一步分析，如果讓一節(jié)電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為0.5 Ω的干電池只對該元件供電，則該元件消耗的功率為__________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 【解析】(1)因電源電壓為3 V，故電壓表應(yīng)選用B；燈泡的額定電流為0.5 A，則電流表應(yīng)選用E；因滑動變阻器要采用分壓式接法，故滑動變阻器應(yīng)選用總阻值較小的F. (3)由該元件的I－U圖線的特征可知，元件的電阻隨溫度升高而減小，可知該元件可能是由半導體材料制成的． (4)在元件的I－U圖象中作出電源的U－I圖

13、線，由圖丙可知交點坐標I＝1.1 A，U＝0.95 V，則元件消耗的功率為P＝IU≈1.0 W. 【答案】(1)B　E　F (2)如圖甲所示　(3)I－U圖線如圖乙所示　半導體 (4)1.0(0.98～1.1之間) 針對訓練　 2．某同學在實驗室發(fā)現(xiàn)一廢舊電阻元件，其上標注“2.5 V　1.2 W”的字樣，為描繪出該元件的U－I圖線，該同學在實驗室找到了下列實驗器材： A．直流電源(電動勢E＝3 V，內(nèi)阻不計) B．電流表(量程0～3 mA，內(nèi)阻為1 Ω) C．電流表(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω) D．滑動變阻器(阻值范圍0～5 Ω，允許通過的最大電流為0.6

14、 A) E．滑動變阻器(阻值范圍0～50 Ω，允許通過的最大電流為0.6 A) F．定值電阻(阻值為999 Ω) G．定值電阻(阻值為99 Ω) H．開關(guān)、導線若干 (1)電流表應(yīng)選__C__；由于沒有電壓表，應(yīng)將電流表__B__和定值電阻__F__串聯(lián)后作為電壓表使用；滑動變阻器應(yīng)選__D__．(填寫器材前的字母標號) (2)如圖甲所示為該同學連接的部分電路，請你幫助他完成剩余部分的連線． __如圖所示__ (3)該同學通過實驗得到該元件的U－I圖線如圖乙所示，由圖線可知，該元件的阻值隨溫度的升高而__增大__(選填“增大”“不變”或“減小”)，若將該元件直接接到電動勢為

15、1.5 V、內(nèi)阻為2 Ω的電源上，該元件消耗的功率為__0.28__W__. 【解析】(1)實驗中電流表選用量程為0～0.6 A的C，需將另一電流表B和F串聯(lián)，改裝為量程為3 V的電壓表，描繪該元件的U－I圖線時，電壓應(yīng)從零開始測量，故應(yīng)采用分壓電路，為了便于操作，滑動變阻器選擇D. (2)實物連線中，由于待測元件阻值較小，電流表分壓作用明顯， 故電流表應(yīng)采用外接法． (3)從題圖乙中圖線判斷，電流增大，元件的阻值增大；直接接在電源上時，有U＝1.5－2I(V)，作出此時該元件的U－I圖線，如圖所示，兩圖線的交點即為元件的實際電流與電壓，故該元件消耗的功率P＝0.28 W.

16、?！　　緋145】 考點突破　　 例3某同學想要描繪標有“3.8 V　0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整．可供該同學選用的器材除開關(guān)、導線外，還有： 電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻等于3 kΩ) 電壓表V2(量程0～15 V，內(nèi)阻等于15 kΩ) 電流表A1(量程0～200 mA，內(nèi)阻等于10 Ω) 電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻等于0.1 Ω) 滑動變阻器R1(0～10 Ω，額定電流2 A) 滑動變阻器R2(0～1 kΩ，額定電流0.5 A) 定值電阻R3(阻值等于1 Ω) 定值電阻R4(阻值等于10 Ω) 定值電阻R5(阻值

17、等于1 kΩ) 電源E(E＝6 V，內(nèi)阻不計) (1)請畫出實驗電路圖，并將你選用的元件字母代碼標在該元件的符號旁． Ｋ (2)按你設(shè)計的電路圖，把實物圖連成實驗電路，在圖上標出元件字母代碼． (3)該同學描繪出的I－U圖象應(yīng)是下圖中的________． 【解析】(1)用電壓表V1和R5串聯(lián)，可改裝成量程為U＝(rg＋R5)＝×(3＋1)V＝4 V的電壓表；用量程為200 mA的電流表A1與定值電阻R4并聯(lián)可改裝為量程為I＝Ig＋＝0.2 A＋ A＝0.4 A的電流表；待測小燈泡的阻值較小，故采用電流表外接，電路圖如圖所示． (2) (3)小燈泡的電阻隨溫度升高而變

18、大，故該同學描繪出的I－U圖象應(yīng)該是B. 【答案】(1)見解析圖　(2)見解析圖　(3)B 【小結(jié)】①如果知道電壓表的內(nèi)阻和它兩端的電壓，則通過它的電流IV＝，即電壓表可當電流表使用，IV很?。? ②如給出的電表量程不符合盡量減小讀數(shù)誤差又能安全使用的要求，則要利用給出的定值電阻，從中選用適當?shù)慕o電表擴大量程． ③連實物圖時，可以先一個一個“零件”連好，然后各“零件”組裝成一個“系統(tǒng)”．例如：可以先連接測量系統(tǒng)，注意分清電流表是內(nèi)接還是外接；再連接控制系統(tǒng)，注意分清滑動變阻器是連成限流式還是分壓式． ④描點時要嚴格按數(shù)據(jù)描，描好后先看點的大致分布，判斷是直線型還是曲線型，畫直線要使不在

19、直線上的點對稱分布在直線兩旁，畫曲線要平滑． 針對訓練　 3．LED二極管的應(yīng)用是非常廣泛的，2014年諾貝爾物理學獎被授予了日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學家中村修二，以表彰他們發(fā)明了藍色發(fā)光二極管(LED)，并因此帶來的新型節(jié)能光源．某同學想要描繪某發(fā)光二極管的伏安特性曲線，實驗測得它兩端的電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示. U/V 0.0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80 I/mA 0.0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 30.0 實驗室提供了以下器材： A．電壓表(量程0～3

20、 V，內(nèi)阻約20 kΩ) B．電壓表(量程0～15 V，內(nèi)阻約100 kΩ) C．電流表(量程0～50 mA，內(nèi)阻約40 Ω) D．電流表(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約2 Ω) E．滑動變阻器(阻值范圍0～20 Ω，允許最大電流2 A) F．電源(電動勢6 V，內(nèi)阻不計) G．開關(guān)，導線若干 (1)該同學做實驗時，電壓表選用的是__A__，電流表選用的是__C__(填選項字母)． (2)如圖甲中的實物連線已經(jīng)連了部分電路，請按實驗要求將實物圖中的連線補充完整． __見解析圖甲__ (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在圖乙中畫出該二極管的I－U圖線． __見解析圖乙__ (4)若此

21、發(fā)光二極管的最佳工作電流為15 mA，現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動勢為3 V、內(nèi)阻不計的電池組相連，還需串聯(lián)一個阻值R＝__53__ Ω的電阻，才能使它工作在最佳狀態(tài)．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表可知電壓最大為2.80 V，最大電流為30.0 mA，所以電壓表應(yīng)選擇A，電流表應(yīng)選擇C. (2)通過估算二極管的阻值可知滿足>，所以電流表應(yīng)用外接法． 由于電流、電壓從零開始調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，連線圖如圖甲所示． (3)畫出的I－U圖象如圖乙所示 (4)根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有I＝，由I－U圖象可讀出I＝15 mA時對應(yīng)的電壓U＝2.2 V，可求出

22、Rx≈146.7 Ω，代入數(shù)據(jù)解得R≈53 Ω. 考 點 集 訓　【p319】 1．一只小燈泡，標有“3 V　1.5 W”的字樣．現(xiàn)要描繪小燈泡0～3 V的伏安特性曲線．實驗器材有： A．最大阻值為10 Ω的滑動變阻器 B．電動勢為6 V、內(nèi)阻約為1.0 Ω的電源 C．量程為0～0.6 A、內(nèi)阻約為1.0 Ω的電流表A1 D．量程為0～3 A、內(nèi)阻約為0.1 Ω的電流表A2 E．量程為0～3 V、內(nèi)阻約為6 kΩ的電壓表V1 F．量程為0～15 V、內(nèi)阻約為10 kΩ的電壓表V2 G．開關(guān)、導線若干 (1)電壓表應(yīng)選用__E__；電流表應(yīng)選用__C__．(將選項代號的字母填

23、在橫線上) (2)在該實驗中，設(shè)計了如圖所示的四個電路．為了減小誤差，應(yīng)選取的電路是__C__(將選項代號的字母填在橫線上)． (3)以下是該實驗的操作步驟： A．將電流表、電壓表、變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確連接成電路； B．調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，保證閉合開關(guān)前使滑動變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大； C．閉合開關(guān)，記下電壓表、電流表的一組示數(shù)(U1，I1)，移動滑動變阻器的滑片，每移動一次記下一組(U，I)值，共測出12組數(shù)據(jù)； D．按所測數(shù)據(jù)，在坐標紙上描點并將各點用直線段連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線． 指出以上步驟中存在錯誤或不妥之處并修改． __步驟B

24、不妥，閉合開關(guān)前應(yīng)使滑動變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值為零；步驟D有錯，應(yīng)為按所測數(shù)據(jù)，在坐標紙上描點并將各點用一條平滑的曲線連接起來．__ 【解析】(1)因為小燈泡的額定電壓為3 V，故電壓表選E；小燈泡的額定電流I＝＝ A＝0.5 A，故電流表選C. (2)小燈泡在額定電壓下的電阻R＝＝6 Ω，由于>，故電流表外接．描繪伏安特性曲線時，電壓從零開始，需用滑動變阻器的分壓式接法，選C. 2．某實驗小組在進行課外實驗探究中，要描繪一個標有“3.8 V　1 W”的小燈泡的R－U曲線，除了導線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇： A．電壓表V(量程0～5 V，內(nèi)阻約為5 kΩ) B．直流電源E

25、(電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計) C．電流表A1(量程0～300 mA，內(nèi)阻約為1 Ω) D．電流表A2(量程0～800 mA，內(nèi)阻約為0.4 Ω) E．滑動變阻器R1(阻值0～20 Ω) (1)實驗中為了比較準確地測量且方便調(diào)節(jié)，電流表應(yīng)選用__A1__(選填“A1”或“A2”)． (2)實驗中要求小燈泡電壓從零開始逐漸增大到額定電壓，測量誤差盡可能?。埬銥樵搶嶒炐〗M設(shè)計電路圖，畫在下面方框中． __如圖所示__ (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，該實驗小組計算并描繪出了R－U的圖象，與理想情況略有偏差，如圖甲所示．由圖甲可知，當所加電壓為2.0 V時，燈泡實際消耗的電功率為__0.44

26、__W(保留兩位有效數(shù)字)． (4)小燈泡的I－U圖象如圖乙所示．則流過小燈泡的電流I隨電壓U變化的圖象是__①__(請選擇“①”或“②”)． 【解析】(1)小燈泡的功率P＝IU，則I＝ A＝0.263 A＝263 mA，知實驗中為了比較準確地測量且方便調(diào)節(jié)，電流表應(yīng)選用A1. (2)由題中要求和數(shù)據(jù)，可知電流表應(yīng)外接，采用分壓電路，實驗電路圖如答案圖所示． (3)由題圖甲可知，當所加電壓為2 V時，燈泡的電阻為R＝9 Ω，小燈泡實際消耗的電功率為P＝≈0.44 W. (4)小燈泡的電阻隨電壓U升高而增大，小燈泡的I－U圖象與原點連線的斜率的倒數(shù)即小燈泡電阻，可知題圖乙中流過小燈

27、泡的電流I隨電壓U變化的圖象是①. 3．某同學合理選用下列器材組成一個電路，同時對兩個不同的熱敏電阻RA、RB進行了測量，得到了兩個熱敏電阻的I－U關(guān)系曲線，如圖所示． 在實驗中，有以下器材供選擇： A．量程為0～50 mA的電流表A1，內(nèi)阻約10 Ω B．量程為0～0.6 A的電流表A2，內(nèi)阻約0.05 Ω C．量程為0～3 V的電壓表V1，內(nèi)阻約10 kΩ D．量程為0～6 V的電壓表V2，內(nèi)阻約50 kΩ E．電動勢為12 V、內(nèi)阻不計的直流電源 F．滑動變阻器R1(50 Ω，0.6 A) G．滑動變阻器R2(10 Ω，0.02 A) H．單刀單擲開關(guān)一個、導線若

28、干． (1)為了得到熱敏電阻完整的I－U關(guān)系曲線，請選擇合適的實驗器材：__ACDEFGH__(填器材前的選項字母)． (2)請設(shè)計實驗電路并把它畫到方框中，標明相應(yīng)的器材代號． (3)該同學將RA、RB串聯(lián)起來，與電壓恒為7 V的穩(wěn)壓電源連接，則此時熱敏電阻RA和RB消耗的功率之比為__2∶5__． 4．當小燈泡發(fā)光時，其燈絲的電阻會隨著發(fā)光亮度的變化而變化．某同學為研究這一現(xiàn)象，按照自己設(shè)計的實驗電路測量出小燈泡的電流I和電壓U，得到如下表所示的數(shù)據(jù)． I/A 0.00 0.12 0.22 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0

29、.49 0.50 U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 (1)請你根據(jù)上表數(shù)據(jù)的特點，在虛線框中畫出實驗電路圖．可用的器材有：電源(電動勢為3 V)；小燈泡；電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約 3 kΩ)；電流表(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω)；滑動變阻器(變化范圍0～10 Ω)；開關(guān)和導線若干． __如圖甲所示__ (2)①在坐標上畫出小燈泡的U－I曲線(圖上已描出部分點)；②由圖可知：燈絲的電阻隨燈泡亮度增加而__變大__(選填“變大”或“變小”)． __如圖乙所示__

30、 (3)如果將上述實驗中使用的小燈泡接在電動勢為1.5 V，內(nèi)阻為2.0 Ω的電源兩端，利用上面的U－I曲線可求出小燈泡的實際功率是__0.28(0.26～0.30均可)__ W，電源效率為__53%(51%～55%均可)__．(保留兩位有效數(shù)字) 【解析】(1)描繪小燈泡伏安特性曲線實驗，電路采用分壓接法，由于小燈泡電阻較小，電流表應(yīng)外接．(2)采用描點法描繪小燈泡伏安特性曲線．小燈泡伏安特性曲線上每點的縱坐標與橫坐標的比值表示燈絲電阻大小，可知小燈泡燈絲電阻隨電流的增大而增大，即小燈泡燈絲電阻隨小燈泡亮度的增大而變大．(3)在描繪的小燈泡伏安特性曲線所在的坐標系中作出電動勢為1.5 V

31、、內(nèi)阻為2 Ω的電源伏安特性曲線，如答圖丙所示，兩曲線交點坐標的乘積等于小燈泡的實際功率，為P＝0.28 W，電源效率η＝53%. 5．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，需測量一個標有“3 V　1.5 W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流．現(xiàn)有如下器材： 直流電源(電動勢3.0 V，內(nèi)阻不計) 電流表A1(量程0～3 A，內(nèi)阻約0.1 Ω) 電流表A2(量程0～600 mA，內(nèi)阻約5 Ω) 電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) 電壓表V2(量程0～15 V，內(nèi)阻約200 kΩ) 滑動變阻器R1(阻值0～10 Ω，額定電流1 A) 滑動變阻器R2(阻值0～1 kΩ

32、，額定電流300 mA) (1)在該實驗中，電流表應(yīng)選擇__A2__(填“A1”或“A2”)，電壓表應(yīng)選擇__V1__(填“V1”或“V2”)，滑動變阻器應(yīng)選擇__R1__(填“R1”或“R2”)． (2)某同學用導線a、b、c、d、e、f、g和h連接成如圖甲所示的電路，若用該電路測出燈泡的工作電壓U和電流I，根據(jù)R＝計算此時燈泡的電阻，則燈泡電阻的測量值__小于__(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值． (3)該同學連接電路后檢查所有元器件都完好，電流表和電壓表已調(diào)零，經(jīng)檢查各部分接觸良好．但閉合開關(guān)后，反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，但電壓表和電流表示數(shù)不能調(diào)為

33、零，則斷路的導線為__h__(選填導線代號)． (4)圖乙是學習小組在實驗中根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線．若將兩個該燈泡和R＝6.0 Ω的定值電阻一起串聯(lián)與題中的電源組成閉合回路，請估算每個小燈泡的實際功率P＝__0.19__W(保留兩位有效數(shù)字)． 【解析】(1)在該實驗中，標有“3 V　1.5 W”燈泡的正常工作電流為0.5 A，則電流表應(yīng)選擇量程600 mA的電流表A2，電壓表應(yīng)選擇量程3 V的電壓表V1，由于電流表應(yīng)從零開始變化，則滑動變阻器應(yīng)選分壓接法，滑動變阻器應(yīng)選擇阻值較小的滑動變阻器R1.(2)如題圖甲所示的電路，電流表外接，電流的測量值大于通過小燈

34、泡電流的真實值，電阻測量值小于真實值．(3)閉合開關(guān)后，反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡的亮度發(fā)生變化，但電壓表和電流表示數(shù)不能調(diào)為零，說明斷路的導線為h，滑動變阻器分壓接法變成了限流接法．(4)若將兩個該燈泡和R＝6.0 Ω的定值電阻一起串聯(lián)與題中的電源組成閉合回路，由閉合電路歐姆定律，E＝2U＋IR，變化成I＝－U，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得I＝0.5－U.在題圖乙中畫出I＝0.5－U函數(shù)圖象(如答圖)，與小燈泡的伏安特性曲線交點的坐標約為(0.75 V，0.25 A)，每個小燈泡的實際功率P＝UI＝0.75×0.25 W≈0.19 W. 6．某學習小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材

35、如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導線的連接． (1)實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導線在圖甲實物接線圖中完成余下導線的連接； __如圖1所示__ (2)某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為__0.44__A； 　 　　　　　圖乙　　　　　　　　　　圖丙 (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將__4__只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為__2.28__W(保留兩位小數(shù))． 【解析】(1)電流表示數(shù)要從零

36、開始逐漸增大，滑動變阻器要用分壓接法，如圖1所示． (2)電流表示數(shù)為0.44 A. (3)當外電路的總電阻與電源內(nèi)阻相等時，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時R外＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過圖象可知每只小電珠的電流為I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；通過每只小電珠的電流為I0，兩端電壓為U，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U＋nI0r＝E，而U＋4I0＝3 V，U＝－4I0＋3 V，如圖2所示，圖線的交點縱、橫坐標分別為U≈1.5 V，I0≈0.38 A，P＝UI0＝0.57 W，P總＝nP＝0.57×4 W＝

37、2.28 W. 圖2 7．某學習小組探究電學元件的伏安特性曲線． (1)甲同學要描繪一個標有“3.6 V　1.2 W”的小燈泡的伏安特性曲線，除了導線和開關(guān)外，還有以下可供選擇的器材： 電壓表V(量程0～5 V，內(nèi)阻約為5 kΩ) 電流電源E(電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計) 電流表A1(量程0～350 mA，內(nèi)阻約為1 Ω) 電流表A2(量程0～150 mA，內(nèi)阻約為2 Ω) 滑動變阻器R1(阻值0～200 Ω) 滑動變阻器R2(阻值0～10 Ω) 實驗中電流表應(yīng)選__A1__，滑動變阻器應(yīng)選__R2__(填寫器材代號)；在方框中畫出完整的實驗電路圖，并標明器材代號．

38、 (2)乙同學利用甲同學的電路分別描繪了三個電學元件的伏安特性曲線，如圖甲所示．然后他用如圖乙所示的電路分別給三個元件供電，并測出給元件1和元件2供電時的電流和電壓值，分別標在圖甲上(A點和B點)．已知R0＝ 9．0 Ω，該電源的電動勢E′＝__3.0__V，內(nèi)電阻r′＝__1.0__Ω.用圖乙的電路單獨給元件3供電時，元件3的電功率P＝__0.2__W. 【解析】(1)“3.6 V　1.2 W”的小燈泡的額定電流I＝0.33 A，所以應(yīng)選擇電流表A1；因為描繪小燈泡的伏安特性曲線要求電壓從零開始變化，所以應(yīng)選用分壓電路，為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)選擇阻值小的，即選擇滑動變阻器R2；考慮到燈泡的電阻較小，應(yīng)選擇電流表外接法． (2)依題意有E′＝1.5 V＋0.15 A×(9.0 Ω＋r′)，E′＝2.2 V＋0.08 A×(9.0 Ω＋r′)，解得：E′＝3.0 V，r′＝1.0 Ω.連接AB作一直線與元件3的伏安特性曲線的交點為 (1.0 V，0.2 A)，所以用圖乙的電路單獨給元件3供電時，元件3的電功率P＝0.2 W. - 16 -