实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线自己归纳.docx

实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线自己归纳.docx

《实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线自己归纳.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线自己归纳.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线自己归纳

实验八　描绘小灯泡的伏安特性曲线自己归纳

1．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图6所示，所用小电珠的额定电压是3.8V．关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是（A　　）

A．系统误差主要是由电压表的分流引起的

B．系统误差主要是由电流表的分压引起的

C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的

D．系统误差主要是由读数时的估读引起的

2．分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3V、4mA，图乙中两表的示数分别为4V、3.9mA，则待测电阻Rx的真实值为（　　D）

A．略小于1kΩB．略小于750Ω

C．略大于1kΩD．略大于750Ω

3．为探究小电珠L的伏安特性，连好如图7所示的电路后闭合开关S，通过移动变阻器的滑片，使小电珠中的电流由零开始逐渐增大，直到小电珠正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是图中的（C　　）

4．某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件，如图7-4-1所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：

器材（代号）

规格

电流表（A1）

量程0～50mA，内阻约为50Ω

电流表（A2）

量程0～200mA，内阻约为10Ω

电压表（V1）

量程0～3V，内阻约为10kΩ

电压表（V2）

量程0～15V，内阻约为25kΩ

滑动变阻器（R1）

阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A

滑动变阻器（R2）

阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA

直流电源（E）

输出电压6V，内阻不计

电键（S）、导线若干

（1）为提高实验结果的准确程度，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．（以上均填器材代号）

（2）为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．

解析　

（1）图象中电流0～0.14A，电流表选A2；电源电压6V，但图象只要求电压在0～3V之间调整，为了测量准确，电压表选V1；由于绘制图象的需要，要求电压在0～3V之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了便于调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的R1.

（2）该元件约几十欧，

>

，电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；实验数据的采集要求从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法．

答案　

（1）A2　V1　R1

（2）如图所示

５．有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线，有下列器材供选用：

A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）

B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）

C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）

D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）

E．滑动变阻器（10Ω，5A）

F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）

G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）

（1）用如实图8-1所示的电路进行测量，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）

（2）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如实图8-2所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.

（3）若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．

解析　小灯泡的额定电压为2.8V，故电压表选用（0～3V）；功率约为0.8W，故小灯泡的电流约为0.3A，电流表选取（0～0.6A）；滑动变阻器一般选择小的便于调节．根据图表的横坐标电压2.8V对应的纵坐标电流为0.28A，根据欧姆定律得电阻为10Ω；当与6V电源相连时，根据欧姆定律可得需串联11Ω电阻．

答案　

（1）A　D　E

（2）11

６．（2012·深圳调研）有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线，有下列器材供选用：

A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）

B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）

C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）

D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）

E．滑动变阻器（10Ω，5A）

F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）

G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）

（1）用如图7-4-5所示的电路进行测量，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）

（2）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图7-4-6所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.

（3）若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．

解析　小灯泡的额定电压为2.8V，故电压表选用（0～3V）；功率约为0.8W，故小灯泡的电流约为0.3A，电流表选取（0～0.6A）；滑动变阻器一般选择小的便于调节．根据图表的横坐标电压2.8V对应的纵坐标电流为0.28A，根据欧姆定律得电阻为10Ω；当与6V电源相连时，根据欧姆定律可得需串联11Ω电阻．

答案　

（1）A　D　E

（2）11

７．某同学为了描绘一个标有“12V,6W”的小灯泡的伏安特性曲线，他到实验室寻找到了一些仪器，但没找到电压表，找到的器材规格如下：

A．电流表A1（0～0.5A，内阻为0.5Ω）

B．电流表A2（0～0.6A，内阻约为0.3Ω）

C．电阻箱R1（0～9999.9Ω，最小调节量0.1Ω）

D．电阻箱R2（0～99.9Ω），最小调节量0.1Ω）

E．滑动变阻器R3（0～50Ω，额定电流为1.5A）

F．滑动变阻器R4（0～5Ω，额定电流为3A）

G．16V直流电源

H．开关、导线若干，待测灯泡

利用现有器材，结合所学知识，请你替这位同学设计本实验．

（1）画出实验原理图；

（2）以上器材中电阻箱应选用________，滑动变阻器应选用________（填代号）．

（3）写出小灯泡两端电压的表达式，并说明式中符号的意义：

_______________________________________________________________.

例3　

（1）如图所示

（2）R1　R4

（3）（I2－I1）R1－I1RA1

I1、I2分别是A1、A2的读数，R1、RA1分别是R1、A1的阻值

８一个标有“3.8V、0.3A”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一探究性学习小组在实验室研究这一问题，现实验室备有以下实验器材：

器材名称

代号

参　数

电池组

电压表

电压表

电流表

电流表

滑动变阻器

E

V1

V2

A1

A2

R1

电动势9V，内阻0.5Ω

量程0～5V，内阻2.0kΩ

量程0～15V，内阻3.0kΩ

量程0～0.3A，内阻2.0Ω

量程0～6A，内阻0.4Ω

0～10Ω，额定电流2A

滑动变阻器

固定电阻

开关

导线

R2

R0

S

M

0～100Ω，额定电流0.5A

5Ω，额定电流5A

一个

若干

实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准确．

（1）现在有实图8-5所示的a、b、c、d四个电路，其中可选用的电路有________．

（2）在实验中，应当选用的实验器材有电压表________，电流表________，滑动变阻器________．（填器材名称代号）

（3）该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的IU图线，如实图8-6所示，试根据图线中给出的数据，求出小灯泡在工作点A和B的电阻值分别为________、________.

解析　

（1）要求灯泡上的电压从0开始调节，因此滑动变阻器要用分压式接法，a、b图错误，c图中滑动变阻器上串联保护电阻，因此，灯泡上的电压也不能从0开始连续调节，所以应选d图．

（2）选取电表时，电表的量程要稍大于被测元件的最大值，因为灯泡标有“3.8V、0.3A”，因此，电压表选择V1；电流表选择A1；滑动变阻器为分压式接法，应选总阻值较小的滑动变阻器R1.

（3）根据R＝

得A点电阻为6.3Ω（结果为5.9～6.5Ω都对）；B点电阻为10Ω.

答案　

（1）d图　

（2）V1　A1　R1　（3）6.3Ω　10Ω

９．用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，微安表μA（量程200μA，内阻约200Ω）；电压表V（量程3V，内阻约10kΩ）；电阻R0（阻值约20kΩ）；

滑动变阻器R（最大阻值50Ω，额定电流1A）；

电源E（电动势3V，内阻不计）；

开关S及导线若干．

①请将图7412甲方框内的实验原理图补充完整；

②根据实验原理图，将图乙中的实物图连线补充完整．

解析　描绘伏安特性曲线的滑动变阻器应采用分压式接法，待测电阻为大电阻，微安表需要采用内接法．

答案　①如图甲所示　②如图乙所示

１０．图3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．

（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整．

（2）开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________．（选填“A端”、“B端”或“AB中间”）

（3）实验中测得有关数据如下表：

U/V

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

2.80

I/A

0.10

0.16

0.20

0.23

0.25

0.26

0.27

根据表中的实验数据，在图4中画出小灯泡的I－U特性曲线．

（4）若已知小灯泡灯丝在27°C时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为______°C.（保留三位有效数字）

例1　

（1）如图所示

（2）A端

（3）如图所示

（4）1.64×103（1.58×103～1.65×103均对）

１１．某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：

A．电压表V（量程为0～5V，内阻约5kΩ）

B．电流表A1（量程为0～25mA，内阻约为0.2Ω）

C．电流表A2（量程为0～0.6A，内阻约为0.1Ω）

D．滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流1.5A）

E．滑动变阻器R2（0～1000Ω，额定电流0.5A）

F．定值电阻R0（R0＝1000Ω）

G．直流电源（电动势6V，内阻忽略不计）

H．电键一个、导线若干

（1）该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路，得到热敏电阻电压和电流的7组数据（如下表），请你在图5中作出热敏电阻的伏安特性曲线.

电压U（V）

0.0

1.0

2.0

2.4

3.0

3.6

4.0

电流I（mA）

0.0

1.6

5.8

8.0

11.8

16.0

20.0

（2）由此曲线可知，该热敏电阻的阻值随电压的增大而________（选填“增大”或“减小”）．该同学选择的电流表是________（选填“B”或“C”），选择的滑动变阻器是________（选填“D”或“E”）．

（3）请在虚线框中画出该同学完成此实验的电路图（热敏电阻符号为

）

例2　

（1）如下图所示　

（2）减小　B　D

１２．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，除标有“6V　1.5W”字样的小电珠、导线和开关外，还有下列器材：

A．直流电源（6V，内阻不计）

B．直流电流表（量程为3A，内阻0.1Ω以下）

C．直流电流表（量程为300mA，内阻约为5Ω）

D．直流电压表（量程为10V，内阻约为15kΩ）

E．滑动变阻器（10Ω，2A）

F．滑动变阻器（1kΩ，0.5A）

实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．

（1）实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．（均用序号表示）

（2）在虚线框内画出实验电路图．

（3）试将如图10所示的器材连成实物电路．

4．

（1）C　E　

（2）（3）见解析图

１3．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：

电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．要求能测出尽可能多组数据．图8是没有连接完整的实物电路．（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；

（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是_________________________________________________________________________________；

（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向____端滑动（选填“左”“右”）；

（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图9所示的U－I图象．根据U－I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W；

（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因________________________________________________________.

3．

（1）连线如图所示

（2）c段导线断路或灯泡损坏

（3）右　（4）0.5　（5）小灯泡的电阻会随温度的升高而增大

１４．（2011·福建卷，19

（2））某同学在探究规格为“6V、3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：

①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至________挡进行测量．（填选项前的字母）

A．直流电压10VB．直流电流5mA

C．欧姆×100D．欧姆×1

②该同学采用图7-4-7所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0～20Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，

为电压表（量程6V，电阻20kΩ），

为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．

Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最________端；（填“左”或“右”）

Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是________点至________点的导线没有连接好；（图7-4-7中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“____2____点至____3____点”的导线）

Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图7-4-8所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而________．（填“不变”、“增大”或“减小”）

解析　①因小电珠正常发光时的电阻R＝

＝

Ω＝12Ω，小电珠未接入电路的电阻要比正常发光时小得多（因温度的影响），故用多用电表测未接入电路的小电珠的电阻，应选D.

②Ⅰ.在实验时，闭合开关前，应使用电器的电压、电流为最小值，故应使滑片P置于最左端．

Ⅱ.若1点到5点未接好，则电路成为滑动变阻器的限流式电路．

Ⅲ.在IU图象中的每一点与O点的连线的斜率逐渐减小，即电阻的倒数减小，所以电阻增大．

答案　①D　②Ⅰ.左　Ⅱ.1　5（或5　1）　Ⅲ.增大

１5．发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如图11所示，正常使用时,带“＋”的一端接高电势，带“－”的一端接低电势,某同学用实验方法探究二极管的伏安特性,现测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.

U/V

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.6

2.8

3.0

I/mA

0

0.9

2.3

4.3

6.8

13.0

19.0

24.0

30.0

37.0

（1）在虚线框内画出实验电路图．（除电源、开关、滑动变阻器外；实验用电压表V：

内阻RV约为10kΩ，电流表mA：

内阻RA约为100Ω）

（2）在图12中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线．

（3）根据

（2）中画出的二极管的伏安特性曲线，简要说明发光二极管的电阻与其两端

电压的关系：

_____________________________________________________________________.

5．

（1）实验电路图如图所示

（2）伏安特性曲线如图所示

（3）发光二极管的电阻随其两端电压的增大而呈现非线性减小

16．在“描绘小电珠的伏安特曲线”实验中，所用器材有：

小电珠（2.5V,0.6W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．

（1）粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡（请填写“×1”、“×10”或“×100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如实图8-7甲所示，结果为________Ω.

（2）实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理实图7-7乙完成实物实图7-7丙中的连线．

（3）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端，为使小电珠亮度增加，P应由中点向________端滑动．

（4）下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据（请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”）.

数据点

a

b

c

d

e

f

U/V

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

I/A

0.000

0.122

0.156

0.185

0.216

0.244

解析　

（1）小电珠（2.5V,0.6W）对应电阻为

Ω＝10.4Ω，电阻十几欧，所以选“×1挡”．

（2）电流表的电阻只有几欧，与电压表几千欧相比，小电珠的电阻算小电阻，所以电流表必须外接，伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大，所以滑动变阻器必须与电源采用分压接法．（3）从a端开始，电压为零，向b端移动，对小电珠所加电压逐渐变大．（4）ab之间电流增加了0.122A，其他段电流增加了0.03A左右．所以需要在ab之间将电流分为0.030A、0.060A、0.090A，分别测出相应的电压值．

考查图象描绘（数据处理）及分析

17．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流－电压的数据如下表所示：

电流I/mA

2.7

5.4

12.4

19.5

27.8

36.4

47.1

56.1

69.6

81.7

93.2

电压U/V

0.04

0.08

0.21

0.54

1.30

2.20

3.52

4.77

6.90

9.12

11.46

（1）用表中数据描绘电压随电流的变化曲线；

（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图7-4-2所示，请指出灯丝的特征，并解释形成的原因．

答案　

（1）用表中数据描绘电压随电流的变化曲线，如图所示

（2）电阻随电流增大存在三个区间，电阻的变化快慢不同，第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高很快，电阻增大得快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢．

18.（2011·山东卷，23

（2））某同学利用图7-4-3甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．

1所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系（图7-4-3乙）上画出UI图象.

U/V

1.96

1.86

1.80

1.84

1.64

1.56

I/A

0.05

0.15

0.25

0.35

0.45

0.55

②根据所画UI图象，可求得电流I＝0.20A时电源的输出功率为________W．（保留两位有效数字）

③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图7-4-3电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图7-4-4所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________．（Rx阻值未知）

答案　①UI图象如图所示．

②通过图象可得I＝0.2A时U＝1.84V

故P＝UI≈0.37W

③为了测电源输出功率，电压表必须测出路端电压，d错误；a项中并联Rx不起作用，a错误；故选b、c.