1、實(shí)驗(yàn)八：描繪小電珠的伏安特性曲線,一、伏安法測電阻,1伏安法測電阻的兩種電路形式比較,續(xù)表,2.兩種控制電路,(1)兩種控制電路比較.,續(xù)表,(2)兩種控制電路的選擇,下列三種情況必須選用分壓式接法,a要求回路中某部分電路的電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連 續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如測定導(dǎo)體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路) b當(dāng)用電器的電阻 RL 遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值 R0，且 實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù))時(shí)(因?yàn)槿?用限流法，RL 兩端電壓變化不明顯),c若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍,超過 RL 的額定值時(shí)，只能采用分壓接法,下列情況可選用限流式接法,a測量時(shí)電

2、路的電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)， 只是小范圍內(nèi)測量，且 RL 與 R0 接近或 RL 略小于 R0，采用限流 式接法,b電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿,足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法,c沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均 可采用時(shí)，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素，采用限流式接法,3器材的選擇 (1)選擇原則,安全原則：不超過各儀表、元件允許的最大電流,組數(shù)據(jù)，要求電表示數(shù)在大范圍內(nèi)可調(diào)；選內(nèi)阻較大的電壓表、 內(nèi)阻較小的電流表,能耗少的原則：變阻器通常選限流接法，選擇最大阻值 與待測電阻的阻值比較接近且稍大一些的變阻器分壓接法時(shí)， 選阻值較小而額定電流較大

3、的,(2)選擇步驟,估算電流和電壓的最大值，確定實(shí)驗(yàn)器材中的電壓表和,電流表,根據(jù)待測電阻的大約值確定滑動(dòng)變阻器，選擇最大值與,待測電阻差不多的滑動(dòng)變阻器,根據(jù)待測電阻的阻值大小確定安培表的內(nèi)外接，根據(jù)實(shí),驗(yàn)要求確定滑動(dòng)變阻器的接法，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,4實(shí)物連線：從電源的正極出發(fā)，將串聯(lián)部分電路連接好， 注意電表的量程問題，最后連上電壓表連線后需要檢查電表 的正負(fù)極，檢查電流是否從正極流入，從負(fù)極流出連線一律 連在接線柱上，不交叉,【跟蹤訓(xùn)練】 1用伏安法測量某一電阻 Rx 的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：,A待測電阻 Rx (阻值約 5,，額定功率為 1 W),B電流表 A1 (量程 00.6 A，

4、內(nèi)阻為 0.2 C電流表 A2 (量程 03 A，內(nèi)阻為 0.05,) ),D電壓表 V1 (量程 03 V，內(nèi)阻為 3 k) E電壓表 V2 (量程 015 V，內(nèi)阻為 15 k),F滑動(dòng)變阻器 R0 (050,),G蓄電池(電動(dòng)勢為 6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線,(1)為了較準(zhǔn)確測量 Rx 阻值，電流表、電壓表應(yīng)選_ (填器材前面的選項(xiàng)字母) (2)在下面的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.,解析：待測電阻 Rx 的額定電壓、額定電流的值約為,答案：(1)B、D,(2)如圖 25 所示,2有一只電阻 Rx，其阻值大約在 4050 之間，需要進(jìn),一步測定其阻值現(xiàn)有的器材有：,電池組 E (電動(dòng)勢 9 V，內(nèi)阻

5、約為 0.5 ) 伏特表 V (量程 010 V，內(nèi)阻約 20 k) 毫安表 A1 (量程 050 mA，內(nèi)阻約 20 ) 毫安表 A2 (量程 0300 mA，內(nèi)阻約 4 ) 滑動(dòng)變阻器 R1 (0100 ，額定電流 1 A) 滑動(dòng)變阻器 R2 (01700 ，額定電流 0.3 A) 電鍵一只，導(dǎo)線若干,有兩種可供選擇的電路如圖 S81 甲、乙所示實(shí)驗(yàn)中要,求多測幾組電流、電壓值,甲,A2,R1,圖 S81 為了實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行并減小系統(tǒng)誤差，而且要求滑動(dòng)變阻 器要便于調(diào)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選圖_所示的電路，應(yīng)選代號 為_的毫安表和代號為_的滑動(dòng)變阻器該實(shí)驗(yàn)的系 統(tǒng)誤差主要是由_引起的，這個(gè)因素總是

6、使實(shí)驗(yàn)的 測量值比真實(shí)值偏_,小,電壓表分流,二、描繪小電珠(小燈泡)的伏安特性曲線,1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)來描繪小燈泡的伏安特性曲線，并,分析曲線的變化規(guī)律,2實(shí)驗(yàn)原理：金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而 使得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而發(fā)生相應(yīng)的變化對一 只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值可以相差 幾倍到幾十倍它的伏安特性曲線并不是一條直線，即燈絲的 電阻是非線性的本實(shí)驗(yàn)通過描繪伏安特性曲線的方法來研究 鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)，其阻值的變化，從而了解它 的導(dǎo)電特性,3實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電 源、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙 4實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按電路圖連

7、接好電路實(shí)驗(yàn)電路圖如圖 S82 所示；實(shí) 物接線圖如圖 S83 所示,圖 S82,圖 S83,(2)檢查無誤后，將滑片調(diào)節(jié)至最左邊附近、閉合電鍵，讀,出一組 U、I 值，記錄于表格,(3)再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到不同位置，讀出十組不同的,U、I 值，記錄于表格,(4)斷開電鍵，整理好器材,(5)在坐標(biāo)紙上以 I 為橫軸，以 U 為縱軸，并選取適當(dāng)?shù)膯?位,(6)用描點(diǎn)法在坐標(biāo)紙上標(biāo)出各組 U、I 值的對應(yīng)點(diǎn)位置 (7)用平滑曲線將各點(diǎn)依次連接起來,(8)分析小燈泡伏安特性曲線的變化規(guī)律記錄表格：,5.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),對“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)，應(yīng)明確以下幾點(diǎn)：,圖線應(yīng)為一條過原點(diǎn)的直線但

8、由于小燈泡的燈絲在其兩端,電壓由零增至額定電壓的過程中，燈絲溫度由室溫升高到近 2000 ，燈絲電阻率有明顯增大，故小燈泡的伏安特性曲線應(yīng) 為曲線,(2)實(shí)驗(yàn)用的小燈泡通常為“3.8 V0.3 A”一類小電珠，其 在白熾狀態(tài)下電阻很小，在室溫下電阻更小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差， 測量電路應(yīng)采用電流表外接法,(3)為使小燈泡上的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器,應(yīng)采用分壓式連接,【跟蹤訓(xùn)練】,不亮,乙,11.9 ,3(2010 年湛江二模)某同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性 曲線”實(shí)驗(yàn)時(shí)，誤將電流表和電壓表接成如圖 S84 所示的電 路，其他部分連接正確，接通電源后，小燈泡的發(fā)光情況是 _若本實(shí)驗(yàn)給定電

9、壓表(內(nèi)阻約為 5 k)、電流表(內(nèi)阻 約為4 )、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、小燈泡(額定電壓3.8 V) 及導(dǎo)線若干，要求小燈泡的電壓從零開始增大，實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇圖 S85 中的電路圖是_該同學(xué)描出的伏安特性曲線如 圖 S86 所示，從圖中可知小燈泡的阻值隨小燈泡兩端的電壓 的增大而_,當(dāng)給小電燈泡加額定電壓3.8 V 時(shí)， 其電阻為_(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).,逐漸增大(或增大),S84,S85,S86,4某學(xué)習(xí)小組要描繪一只小電珠(2.5 V,0.5 A) 的伏安特,性曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器 材可供選擇： A電源 E (電動(dòng)勢為 3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)) B電壓表

10、V1 (量程為 03.0 V，內(nèi)阻約為 2 k) C電壓表 V2 (量程為 015.0 V，內(nèi)阻約為 6 k) D電流表 A1 (量程為 00.6 A，內(nèi)阻約為 1 ) E電流表 A2 (量程為 0100 mA，內(nèi)阻約為 2 ) F滑動(dòng)變阻器 R1 (最大阻值 10 ) G滑動(dòng)變阻器 R2 (最大阻值 2 k),(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選擇_，電流表應(yīng) 選擇_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_(填器材前面的選項(xiàng)字母) (2)為提高實(shí)驗(yàn)精度，請你為該學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)電路圖，并畫,在虛線框中,(3)下表中的各組數(shù)據(jù)是此學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測得的，根據(jù) 表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該電珠的伏安特性曲線,圖 S

11、87,(4)如果用一個(gè)電動(dòng)勢為 1.5 V、內(nèi)阻為 3 的電源與該小電 珠組成電路，則該小電珠的實(shí)際功率為_(結(jié)果保 留兩位有效數(shù)字),解析：因?yàn)殡妷阂蠓秶鷮?，滑?dòng)變阻器選用分壓式接法； 電壓表、電流表選擇時(shí)，在保證安全的前提下，選用小量程電 IU 圖線與小電珠的伏安特性曲線相交,答案：(1)BDF,(2)如圖 26 所示,圖 26,圖 27,(3)如圖 27 所示,(4)0.19 W(0.180.20 W 均可),題型 1,伏安法測電阻的綜合運(yùn)用,【例 1】伏安法測電阻時(shí)，使用的電源電壓是 3 V，電壓表 有 03 V 和 015 V 兩個(gè)量程，電流表有 00.6 A 和 03 A 兩個(gè)量

12、程，估計(jì)待測電阻的阻值約為 10 .則電壓表應(yīng)選擇量程 _，電流表應(yīng)選擇量程_ (1)此實(shí)驗(yàn)的原理是_ (2)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把圖 S88 的實(shí)物對應(yīng) 連接起來,圖 S88,(3)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量的物理量是_和_，,分別用_和_測量,(4)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)_，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器 滑片應(yīng)置于_(填“左”或“右”)端，滑動(dòng)變阻器的作用是 _,(5)某次實(shí)驗(yàn)，電流表和電壓表的示數(shù)如圖 S89 所示，該,次實(shí)驗(yàn)測得的電阻 Rx 為_.,圖 S89,(6)如果要使電流表的示數(shù)變?yōu)?0.4 A，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng) 向?qū)嵨飯D中的_(填“左”或“右”)端移動(dòng)，此時(shí)電壓表 示數(shù)為_ V.,(7)若實(shí)驗(yàn)

13、中所用器材良好，但某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表 的指針幾乎不動(dòng)，而電壓表的示數(shù)卻有明顯偏轉(zhuǎn)(示數(shù)較大)， 則電路中發(fā)生故障的原因是_.,(2)因?yàn)槭菧y小電阻，故電流表采用外接法，電流、電壓測,量沒要求，故滑動(dòng)變阻器采用限流接法,(6)電流變小，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，故應(yīng)向阻 值變化大的方向移動(dòng)，此時(shí)電壓表示數(shù)為 UIR2 V. (7)電流表沒示數(shù)，說明電流表所在支路斷路，電壓表示數(shù) 變大，電路斷在電壓表兩接線柱之間，即待測電阻兩端接線柱 接觸不良,答案：03 V,00.6 A,(2)如圖 28 所示 圖 28,(3)電阻兩端電壓,通過電阻的電流,電壓表,電流表,(4)斷開,左,改變被測電阻

14、兩端電壓,(5)5(6)左2 (7)待測電阻兩端接線柱接觸不良,【觸類旁通】,1給你一個(gè)電流表(內(nèi)阻可忽略不計(jì))、一節(jié)干電池(內(nèi)阻可 忽略不計(jì))、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)已知阻值的電阻 R 和導(dǎo)線若干，如 何測出未知電阻 Rx ?,(1)畫出你設(shè)計(jì)的電路圖； (2)簡要說明測量步驟； (3)寫出 Rx 的表達(dá)式,解：(1)如圖 29 所示,圖 29,(2)把Rx 與已知阻值的電阻R 并聯(lián)在電路中，用電流表分別,測出通過 Rx 及已知阻值 R 的電流 Ix 和 I.,題型 2,描繪小電珠的伏安特性曲線,【例 2】(2010 年鹽城模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲 線”實(shí)驗(yàn)中，用導(dǎo)線 a、b、c、d、e、f

15、、g 和 h 按圖 S810 所 示方式連接好電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電 流表已調(diào)零閉合開關(guān)后：,圖 S810,圖 S811,(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小電珠亮度能發(fā)生變化， 但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零，則可能是圖 S810 中 的_(填導(dǎo)線字母)導(dǎo)線斷路 (2)某同學(xué)測出電源和小電珠的 UI 圖線如圖 S811 所 示，將小電珠和電阻 R 串聯(lián)后接到電源上，要使電路中電流為 1.0 A，則 R_. (3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中還測出 a、b、c 三種元件的伏安特性曲,線分別如圖 S812 中的甲、乙、丙，下列說法正確的是(),圖 S812,Aa 能作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用 Bb

16、能作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用,Cb 的阻值隨電壓升高而增大 Dc 的阻值隨電壓升高而增大,解析：(1)若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小電珠的亮度發(fā)生變化，但 電壓表、電流表示數(shù)總不能為零，說明滑動(dòng)變阻器不起分壓作 用，所以可能是 g 導(dǎo)線斷路 (2)由電源的UI 圖線知電源電動(dòng)勢E3.0 V,內(nèi)阻 r1 ， 當(dāng)小電珠與電阻串聯(lián)后,由閉合電路歐姆定律得 E = I ( R+r +R燈)， (3)因 a 元件的 IU 圖象是直線，說明 a 元件的電阻不變， 故可作為標(biāo)準(zhǔn)電阻，A 正確，B 錯(cuò)誤因 IU 圖線斜率的倒數(shù) 表示電阻值的變化，故 C 正確，D 錯(cuò)誤,答案：(1)g,(2)0.8,(3)AC,【觸類旁通】,2有

17、一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4 V,2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏,安法描繪這個(gè)燈泡的 IU 圖線現(xiàn)有下列器材供選用： A電壓表(05 V，內(nèi)阻 10 k) B電壓表(015 V，內(nèi)阻 20 k) C電流表(03 A，內(nèi)阻 1 ) D電流表(00.6 A，內(nèi)阻 0.4 ) E滑動(dòng)變阻器(10 ，2 A) F滑動(dòng)變阻器(500 ，1 A) G學(xué)生電源(直流 6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干,_.,(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用圖 S813 甲而不選用圖 S813 乙的電路 圖來完成實(shí)驗(yàn)，請說明理由：_,圖 S813,(2)實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選用_，,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(用序號字母表示),描繪小電珠的伏安特性曲線所測

18、,數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù),A,D,E,(3)把圖 S814 中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路,圖,圖 S814,答案：如圖 30 所示 圖 30,易錯(cuò)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)物連線,【例題】圖 S815 甲所示為某同學(xué)測繪額定電壓為 2.5 V 的小電珠的 IU 圖線的實(shí)驗(yàn)電路圖 圖 S815,(1)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實(shí)物圖連,接成完整的實(shí)驗(yàn)電路,(2)開關(guān) S 閉合之前，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于,_(“A 端”、“B 端”或“AB 正中間”),圖 S816,(3)已知小電珠燈絲在 27 時(shí)電阻值約為 1.5 ，并且其 電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比，熱力學(xué)溫

19、度 T 與攝氏溫度 t 的關(guān)系為 T273t，根據(jù)圖 S816 所示的小電珠的 IU 特性曲線，估算該燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲的溫度約為 _(保留兩位有效數(shù)字),解析：對于分壓電路，開關(guān) S 閉合前，應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器 的滑片置于最左端(A 端)，使待測電路上電壓為零由燈絲電阻 與熱力學(xué)溫度成正比可得 RkT，當(dāng)燈絲溫度為 300 K 時(shí)電阻 為 1.5 可得 k0.005.由小電珠的 IU 特性曲線可得當(dāng)電壓為 2.5 V 時(shí)燈絲中電流約為 0.265 A.根據(jù)歐姆定律可得出燈絲電阻,答案：(1)如圖 S817 所示 圖 S817,(2)A 端,(3)1.6103,方法點(diǎn)撥：解決此類實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)物連線問題分三步走： (1)將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)成回路(滑動(dòng)變阻器接下,面兩個(gè)接線柱).,(2)