1、实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 1 页 共 28 页实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线一、实验原理根据伏安法测电阻，测出多组 U-I 值，然后做出 U-I 图像。线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，图像的斜率是线性元件的电阻；非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线。二、实验的考察层次层次 1：仪器的读数（电压表和电流表的读数）层次 2：实验电路图。滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法。层次 3：仪器的选择：滑动变阻器选小电阻。层次 4：数据处理。设计坐标，做 U-I 图像，或者 I-U 图像，计算电阻。层次 5：电表量程不够时需要改装电表（改装电压表所需的电阻与电压表内阻几乎相当，改装
2、电流表所需的电阻与电流表内阻几乎相当） 【2016 天津与 2012 四川相似度很高】3、高考题呈现的特点1. 主要考察了电路图的分压接法电路图及实物图的连接。2. 仪器的选择问题，滑动变阻器的选择【电压表根据小灯泡的额定电压选择，电流表根据小灯泡的额定电流选择，滑动变阻器选小电阻】实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 2 页 共 28 页3. 内外接法的误差分析4. 根据测出的数据做 U-I 图像（注意图像都是曲线）【典型立体剖析】考点 1：实验原理和仪器选择例 1在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A小灯泡：规格为“3.8 V 0.3 A”B电流表：量程 00.6 A，
3、内阻约为 0.5 C电流表：量程 03 A，内阻约为 0.1 D电压表：量程 05 V，内阻约为 5 kE滑动变阻器：阻值范围 010 ，额定电流 2 AF电池组：电动势 6 V，内阻约为 1 G开关一只，导线若干(1)为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从 0 逐渐增大到 3.8 V 且能方便地进行调节，因此电流表应选_(填器材前选项)(2)根据你选用的实验电路，将如图所示的器材连成实物电路答案 (1)B (2) 见解析图解析 (1)因小灯泡的额定电流为 0.3 A，为减小读数误差，应让指针偏角大一些，故电流表选 B.(2)由电流表外接和滑动变阻器采用分压式接法知，电路图如图甲所示，
4、由电路图连接的实物电路如图乙所示实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 3 页 共 28 页例 2有一个小灯泡标有“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择：A电压表(05 V，内阻 10 k)B电压表(015 V，内阻 20 k)C电流表(03 A，内阻 1 )D电流表(00.6 A，内阻 0.4 )E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(500 ，1 A)G学生电源(直流 6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_.(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
5、 )(3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 4 页 共 28 页解析 因实验目的是要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，故采用如图甲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因小灯泡额定电压为 4 V，则电压表选 05 V 的 A 而舍弃 015 V 的 B，小灯泡的额定电流 I0.5 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内阻 8 ，调节不方便，故舍去小灯泡内阻为电流表内阻的 20 倍，电压表内阻是小灯泡的80.41 250 倍，故电流表采用了外接法101038答案 (1)描绘小
6、灯泡的 IU 图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据 (2)A D E(3)如下图所示考点 2：数据处理及误差分析【例 3】图中所示器材为某同学测绘额定电压为 2.5V 的小灯泡的 I-U 特性曲线的实验器材实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 5 页 共 28 页（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图 1 中的实验电路图连接完整（2）开关 S 闭合之前，图 1 中滑动变阻器的滑片应该置于_端 （选填“A 端” 、 “B端”或“AB 中间” ）（3）实验中测得有关数据如下表：根据表中的实验数据，在图 2 中画出小灯泡的 I-U 特性曲线【说明】：1.实验原理图 2.数据描点，画图【例 4】
7、用如图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验小灯泡标有“6 V 3 W”的字样，铅蓄电池的电动势为 8 V，滑动变阻器有两种规格：R 1 标有“5 2 A”，R 2 标有 “100 20 mA”各电表的量程如图甲所示测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 6 页 共 28 页(1)滑动变阻器应选用_；分压接法选小电阻(2)用笔画线代替导线，把图甲中的实物连成实验电路( 有部分连线已接好)；(3)测量时电压表示数如图乙所示，则 U_ V；(4)某同学根据实验测量得到的数据，作出了如图丙所示的 IU 图像分析图像不是直线的原因：_.答案 (1)R
8、 1 (2) 实验电路如图所示(3)4.0 (4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻(或电阻率)变大解析 (1)由于电压要从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，如果选用 R2，滑动变阻器中的电流会超过 20 mA，故选 R1.(2)实验电路中电流表外接，滑动变阻器采用分压式接法(4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻 (或电阻率)变大【高考题赏析】1.【2009 天津 3 6】为探究小灯泡 L 的伏安特性，连好如图甲所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。由实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第
9、7 页 共 28 页电流表和电压表得到的多组读数描绘出的 U-I 图像应是（ ）答案：C点评：此题主要考察的是小灯泡的实验伏安特性曲线，电阻是逐渐增大的。2.【2012 安徽 21】如图所示为 “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.(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；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实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 8 页 共 28 页解析 (1)滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零
10、，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，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)与实物电路相应的电路图如图所示答案 (1)使它靠近滑动变阻器左端的接线柱 增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压 (2)如解析图所示点评：1.考察了实验电路图(两图的转化)2.考察了实验步骤，主要是滑动变阻器采用分压接法，首先得将电阻调到最小。3.【2014 新课标 II】在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 约为 200 ，电压表的内阻的为 2k ，电流表 的内阻约为 10 ，测量电路中
11、电流表的连接表的连接方式如V A 图（a）或图（b）所示，结果由公式 Rx= 计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表I的示数。若将图（a）和图（b）中电路图测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2，则_（填“Rx1“或“Rx2“）更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1_（填“大于”、 “等于”或“小于”）真实值，测量值 Rx2_（填 “大于” 、 “等于”或“小于”）真实值。实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 9 页 共 28 页4.【2015 浙江 22 10 分】图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。(1)根据图甲画出实验电路图。(2)调节滑动变阻器得
12、到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的、所示,电流表量程为 0.6A,电压表量程为 3V。所示读数为： 、 、 、 。两组数据得到的电阻分别为 和 。【说明】：1.电压表和电流表读数时一定要估读一位，有两位小数。【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)要会根据实物图画电路图。(2)能够正确读出电流表和电压表的数值。【解析】(1)根据实物图画出电路图如图实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线第 10 页 共 28 页(2)由实物图可知,电流表接的是 0.6A 的量程,电压表接的是 3V 的量程,因此的读数为0.02A5=0.10A,的读数为 0.02A12=0.24A,的读数为 0.1V20.0=2.00V,的读数为0.1V2.7=0.27V。两组数据得到的电阻 R1= =8.3,R2= =2.7。U2.0I4U0.7I1答案：(1)(2)0.10A 0.24A 2.00V 0.27V(8.30.1) (2.70.1)(后两空答案可互换 )点评：此题考察了伏安特性曲线的电路图和电表读数，电阻计算，考察的比较基础。5.【2014 浙江 22 10 分】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)图甲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甲中画出。
