第課時實驗二:描繪小電珠的伏安特性曲線【測控導航】知識點題號1.實驗原理及器材的選擇1、2、42.實驗數(shù)據(jù)的處理3、4、53.創(chuàng)新拓展51.(2011年重慶理綜)在測量電珠伏安特性實驗中,同學們連接的電路中有四個錯誤電路,如圖所示.電源內阻不計,導線連接良好.若將滑動變阻器的觸頭置于左端,閉合S,在向右端滑動觸頭過程中,會分別出現(xiàn)如下四種現(xiàn)象:a.電珠L不亮;電流表示數(shù)幾乎為零b.電珠L亮度增加;電流表示數(shù)增大c.電珠L開始不亮,后來忽然發(fā)光;電流表從示數(shù)不為零到線圈燒斷d.電珠L不亮;電流表從示數(shù)增大到線圈燒斷與上述a、b、c、d四種現(xiàn)象對應的電路序號為A.(填選項前字母)

A.③①②④ B.③④②①C.③①④② D.②①④③解析:a中電珠L不亮;電流表示數(shù)幾乎為零說明它們同時與電壓表串聯(lián),此現(xiàn)象與電路③相對應.b中電珠L亮度增加;電流表示數(shù)增大說明電珠L與電流表串聯(lián),此現(xiàn)象與電路①相對應.c中電珠L開始不亮,后來忽然發(fā)光;電流表從示數(shù)不為零到線圈燒斷說明電珠L與電流表并聯(lián),當電流表被燒斷后,電珠L才忽然發(fā)光,此現(xiàn)象與電路②相對應.d中電珠L不亮;電流表從示數(shù)增大到燒斷線圈說明電流表是單獨一條支路;電珠L始終不亮說明電珠與電壓表串聯(lián),此現(xiàn)象與電路④對應.2.(2012年安徽卷)如圖為“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗的實物電路圖,已知小燈泡額定電壓為2.5V.(1)完成下列實驗步驟:①閉合開關前,調節(jié)滑動變阻器的滑片,;

②閉合開關后,逐漸移動變阻器的滑片,;

③斷開開關,……根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線.(2)在虛線框中畫出與實物電路相應的電路圖.解析:(1)①在分壓電路中為了保護燈泡所在支路,開關閉合前,滑動變阻器與燈泡所在支路并聯(lián)部分的電阻為零,因此滑片應靠近左端.②必須測多組數(shù)據(jù),并且使小燈泡兩端電壓達到額定電壓,才能測繪小燈泡的伏安特性曲線.(2)如圖所示.答案:(1)①使它靠近滑動變阻器左端的接線柱②增加小燈泡兩端的電壓,記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù),直至電壓達到其額定電壓(2)圖見解析.3.(2012江蘇模擬)我們平常所用的鉛筆芯中含有石墨,能導電.某同學設計了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實驗,得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示通過鉛筆芯的電流和其兩端的電壓):U/V0.000.400.801.201.602.00I/A0.000.100.180.280.380.48實驗室提供如下器材:A.電流表A1(量程0.6A,內阻約為1.0Ω)B.電流表A2(量程3A,內阻約為0.1Ω)C.電壓表V1(量程3V,內阻3kΩ)D.電壓表V2(量程15V,內阻15kΩ)E.滑動變阻器R1(最大阻值10Ω,額定電流2A)F.滑動變阻器R2(最大阻值2kΩ,額定電流0.5A)(1)除長約14cm的中華繪圖2B鉛筆芯、穩(wěn)壓直流電源G(6V)、開關和帶夾子的導線若干外,電流表應選,電壓表應選,滑動變阻器應選(填選項前字母);

(2)在虛線方框中畫出實驗電路圖;(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標紙上畫出鉛筆芯的IU圖線.解析:(1)實驗所得數(shù)據(jù)中,電壓值小于3V,電流值都小于0.6A,又由于穩(wěn)壓直流電源G電動勢為6V,所以電壓表應選V1,電流表選A1.因電壓、電流值均從0調節(jié),故滑動變阻器應采用分壓式接法,且選用小阻值的滑動變阻器R1.(2)從表中數(shù)據(jù)可看出,鉛筆芯的阻值大約為4Ω<RA(3)因本實驗為探究鉛筆芯伏安特性曲線的實驗,所以所測數(shù)據(jù)在坐標紙中找出后應用一條平滑的曲線去連接各點,可以得出,鉛筆芯的IU圖線應是一條斜率不變的直線.答案:(1)A、C、E(2)如圖(甲)所示(3)如圖(乙)所示4.通過實驗描繪一個“2V,1W”小燈泡的UI曲線,可供選擇的儀器有:A.量程0～0.6A,內阻約0.2Ω的電流表B.量程0～100mA,內阻約5Ω的電流表C.量程0～3V,內阻10kΩ的電壓表D.量程0～15V,內阻50kΩ的電壓表E.最大阻值為20Ω,額定電流為1A的滑動變阻器F.最大阻值為1kΩ,額定電流為0.1A的滑動變阻器G.蓄電池4V、導線、開關等(1)為了調節(jié)方便、測量準確,實驗中應選用電流表,電壓表,滑動變阻器(填器材的序號).

(2)若該同學已正確選用器材,并連接好部分實驗電路,如圖(甲),請在圖(甲)中完成其余的電路連接,要求小燈泡兩端的電壓能在0～2V范圍內連續(xù)變化,且盡可能減小實驗誤差.(3)該同學在正確完成實驗后得到圖(乙)所示的小燈泡UI特性曲線,將此小燈泡接在電動勢為1.5V,內阻為2.0Ω的電源上,小燈泡的實際功率是W.

解析:(1)由小燈泡的額定電壓U=2V可知,電壓表選C.小燈泡的額定電流I=PU=0.5A,故電流表選A.小燈泡正常發(fā)光時電阻為R=U2P(2)由于小燈泡的電阻很小,故應采用電流表外接法.因要求小燈泡兩端的電壓能在0～2V范圍內連續(xù)變化,故滑動變阻器采用分壓式接法.(3)根據(jù)電源電動勢為1.5V、內阻為2.0Ω,作出圖象U=E-Ir如圖所示,與小燈泡的UI圖線交于U=0.8V、I=0.35A,因此,小燈泡的實際功率是0.28W.答案:(1)ACE(2)如圖所示(3)0.285.(2011年廣東理綜改編)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中,所用器材有:小電珠(2.5V,0.6W),滑動變阻器,電壓表,電流表,學生電源,開關,導線若干.(1)請根據(jù)實驗原理圖(甲)完成實物圖(乙)中的連線.(2)開關閉合前,應將滑動變阻器的滑片P置于端,為使小電珠亮度增加,P應由中點向端滑動.

(3)下表為電壓等間隔變化測得的數(shù)據(jù),為了獲得更準確的實驗圖象,必須在相鄰數(shù)據(jù)點間多測幾組數(shù)據(jù)(請?zhí)顚憽癮b”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).

數(shù)據(jù)點abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244解析:(1)與電壓表幾千歐相比,小電珠的電阻算小電阻,又因為電流表的電阻幾歐,所以電流表必須外接,伏安特性曲線要求電壓從0開始逐漸變大,所以滑動變阻器必須與電源分壓連接.(2)從a端