（浙江選考）2022年高考物理一輪復習 第7章 恒定電流 實驗7 測繪小燈泡的伏安特性曲線學案

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1、（浙江選考）2022年高考物理一輪復習 第7章 恒定電流 實驗7 測繪小燈泡的伏安特性曲線學案 [考綱解讀]　(1)會測繪小燈泡的伏安特性曲線。(2)會分析小燈泡伏安特性曲線的變化規(guī)律。 注意事項 1.電流表外接法：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.滑動變阻器應采用分壓式連接 本實驗要作出I-U圖線，要求測出一組包括零在內的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。 3.保護元件安全：為保護元件不被燒毀，開關閉合前變阻器滑片應位于圖中的a端。加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓。 誤差分析 1.由于電壓表不是理想電表，內阻并非

2、無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值。 2.測量時讀數(shù)帶來誤差。 3.在坐標紙上描點、作圖帶來誤差。 熱點一　教材原型實驗 【例1】　有一個小電珠上標有“4 V　2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個電珠的I－U圖線。有下列器材供選用： A.電壓表(0～5 V，內阻10 kΩ) B.電壓表(0～10 V，內阻20 kΩ) C.電流表(0～0.3 A，內阻1 Ω) D.電流表(0～0.6 A，內阻0.4 Ω) E.滑動變阻器(5 Ω，1 A) F.滑動變阻器(500 Ω，0.2 A) (1)實驗中電壓表應選用______

3、，電流表應選用______。(用序號字母表示) (2)為使實驗誤差盡量減小，要求電壓從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應選用__________。(用序號字母表示) (3)請在虛線框內畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖1中所示的實驗器材用實線連接成相應的實物電路圖。 圖1 解析　(1)因小電珠的額定電壓為4 V，為保證安全，選用的電壓表量程應稍大于4 V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準確，故選用0～5 V的電壓表，故選A；由P＝UI得，小電珠的額定電流I＝＝0.5 A，故應選擇0～0.6 A量程的電流表，故選D。 (2)由題意可知，電壓從零開始變化，并要求多測幾組數(shù)據(jù)，故只能

4、采用滑動變阻器分壓接法，滑動變阻器應選E。 (3)小電珠內阻R＝＝8 Ω，電壓表內阻遠大于小電珠內阻，應采用電流表外接法，故電路圖和實物連接圖如圖所示。 答案　(1)A　D　(2)E　(3)圖見解析 1.滑動變器的選?。涸诜謮弘娐分?，一般選用全電阻小于用電器電阻的滑動變阻器。在限流電路中，一般選用全電阻和用電器電阻相差不多或大幾倍的滑動變阻器。 2.滑動變阻器的兩種連接方式 兩種接法的電路圖 負載R上電壓的調節(jié)范圍 ～E 0～E 3.兩種接法的適用條件 (1)限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小)。

5、 (2)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大)。 (3)若實驗中要求電壓從零開始調節(jié)，則必須采用分壓式接法。 4.實驗器材的選擇 (1)原則：①安全；②準確；③操作方便。 (2)具體要求： ①電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流。干電池中電流一般不允許超過0.6 A。 ②用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流。 ③電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值。 ④電壓表或電流表的指針應偏轉到滿刻度的以上。 ⑤從便于操作來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓式接法要選用小阻值滑動變阻器。 5.電流表、電

6、壓表測電阻兩種方法的比較選擇 電流表內接法 電流表外接法 電路圖 誤差原因 電流表分壓U測＝Ux＋UA 電壓表分流I測＝Ix＋IV 電阻測量值 R測＝＝Rx＋RA＞Rx，測量值大于真實值 R測＝＝＜Rx，測量值小于真實值 適用條件 RA?Rx RV?Rx 口訣 大內偏大(大電阻用內接法測量，測量值偏大) 小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小) 【例2】　(2016·10月浙江選考)“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗，要求采用分壓電路，電流表外接。小王的連線如圖2甲所示，閉合開關S前請老師檢查，老師指出圖中標示的①、②兩根連線有一處錯誤，錯誤連線是_

7、_________(填“①”或“②”)；圖中標示的③、④和⑤三根連線有一處錯誤，錯誤連線是__________(填“③”、“④”或“⑤”)。小王正確連線后，閉合開關S前，應將滑動變阻器滑片C移到________(填“A”或“B”)處。閉合開關S，此時電壓表讀數(shù)為________V，緩慢移動滑片C至某一位置時，電流表指針如圖乙所示，電流表的示數(shù)為________A。 圖2 解析　電路要求采用分壓式接法，則連線①是錯誤的，應接A處；電流表要求外接，連線④應接電流表的“－”接線柱；閉合開關S前，應將滑動變阻器滑片C移到A處；閉合開關S，此時電壓表讀數(shù)為0 V；緩慢移動滑片C至某一位置時，電流

8、表的示數(shù)為0.32 A。 答案?、佟、堋　0　0.32 熱點二　實驗拓展創(chuàng)新 【例3】　(2016·4月浙江選考)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，小燈泡額定電壓為2.5 V、電流為0.3 A。 圖3 (1)部分連線的實物照片如圖3甲所示，請完成實物連接圖； (2)某次實驗中，當電流表的示數(shù)為0.18 A，電壓表的指針如圖乙所示，則電壓為__________V，此時小燈泡的功率是__________W； (3)正確測量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的______(填字母)。 解析　(1)小燈泡額定電壓為2.5 V，故電壓表選擇0～3 V的量程；測繪小燈泡的伏安特性

9、曲線時，電壓表、電流表需從0開始調節(jié)，故滑動變阻器采用分壓式接法；電流表采用外接法，故實物連接圖如圖所示。 (2)結合量程可讀出電壓表的示數(shù)在1.48～1.50 V，故小燈泡的功率P＝UI＝0.18×1.48 W≈0.27 W。 (3)隨著電壓的增大，小燈泡的電阻越來越大，故C正確。 答案　(1)如解析圖所示　(2)1.48～1.50　0.27　(3)C 1.圖4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2.5 V。 圖4 (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，使它靠近滑動變阻器________(填“左端”或“右端”)的

10、接線柱； ②閉合開關后，逐漸移動滑動變阻器的滑片，________； ③斷開開關，……根據(jù)實驗數(shù)據(jù)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?。?）滑動變阻器為分壓式接法，故閉合開關前，小燈泡兩端的電壓為零，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使它靠近滑動變阻器左端的接線柱。閉合開關后，逐漸移動滑動變阻器的滑片，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)，直至電壓達到額定電壓。 （2）與實物電路相應的電路圖如圖所示。 答案?。?）①左端?、谠黾有襞輧啥说碾妷海涗涬娏鞅砗碗妷罕淼亩嘟M數(shù)據(jù)，直至電壓達到其額定電壓。 （2）見解

11、析圖 2.（2018·11月浙江選考）為了比較精確地測定阻值未知的定值電阻R，小明設計了如圖5甲所示的電路。 （1）實驗時，閉合開關S，滑動變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，將c點先后與a、b點連接，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大，電流表示數(shù)基本不變，則測量時應將c點接　　　?。ㄟx填“a點”或“b點”），按此連接測量，測量結果　　　?。ㄟx填“小于”“等于”或“大于”）Rx的真實值。 （2）根據(jù)實驗測得的6組數(shù)據(jù)，在圖乙中描點，作出了2條圖線。你認為正確的是　　　　?。ㄟx填“①”或“②”），并由圖線求出電阻Rx＝　　　　　 Ω。（保留2位有效數(shù)字） 圖5 解析?。?）由題中表述知，c先

12、后與a、b試觸，電壓表變化比較大，故電流表的電阻對電路影響比較大，所以應該使用電流表外接法，即接a點，測量值比真實值偏小。 （2）根據(jù)電路的接法，當電流為零時電壓表示數(shù)也為零，故圖線過原點，選②，由斜率的倒數(shù)即為電阻阻值可知，R＝7.5 Ω。 答案?。?） a點　小于?。?）②　7.5±0.2 3.用下列器材組裝成描繪電阻R0伏安特性曲線的電路，請將如圖6所示實物連線成為實驗電路。 微安表μA（量程200 μA，內阻約200 Ω）； 電壓表V（量程3 V，內阻約10 kΩ）； 電阻R0（阻值約20 kΩ）； 滑動變阻器R（最大阻值50 Ω，額定電流1 A）； 電池組E（電動勢3 V，內阻不計）； 開關S及導線若干。 圖6 解析　由于＝0.5，＝100，可以看出R0?RA，故采用電流表內接法。因描繪R0的伏安特性曲線，又因為電阻R0的阻值遠遠大于滑動變阻器的阻值，故采用分壓接法。畫出電路原理圖如圖所示。把實物與原理圖結合起來完成連線，注意電壓表、電流表的正、負接線柱，保證電流從正接線柱進從負接線柱出，連線如圖所示。 答案　見解析