2015-2016高中物理 第2章 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线学案 粤教版选修3-1

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1、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．2．分析曲线的变化规律．二、实验原理1．用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来．2．电流表外接：因为小灯泡电阻很小，如果内接电流表，分压明显．滑动变阻器采用分压式：使电压能从0开始连续变化．三、实验器材学生电源(4～6V直流)、小灯泡(4V、0.7A或3.8V、0.3A)，电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)，开关和导线、滑动变阻器、坐标纸．四、实验步骤1．连

2、接电路．(1)将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如上图所示电路．2．测量与记录．测出小灯泡在不同电压下的电流．移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.U/V00.20.40.60.81.01.2I/AU/V1.62.02.42.83.23.63.8I/A3.数据处理、整理仪器．(1)画出伏安特性曲线．①在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系．②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)③将描出的点用平滑

3、的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线．4．拆除电路、整理仪器．五、注意事项1．本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．2．滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化．3．U-I图线在U0＝1.0V左右时将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右时绘点要密，以防出现很大误差．4．建立坐标系时，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸．一、单项选择题1．在描绘小灯泡的伏安特性时，以电流值作横坐标，电压值作纵坐标．所得的图线可能

4、是下面图线中的(D)解析：由于小灯泡两端的电压升高时，灯丝的温度升高，导致灯丝电阻变大，所以只有D满足题意．2．在描绘小灯泡的伏安特性曲线时采用如图所示电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表示数变化而电压表指针不动，下列原因可能的是(C)A．灯泡中灯丝已烧断B．滑动变阻器滑片接触不良C．灯泡内部短路D．滑动变阻器A端接触不良解析：电流表示数变化而电压表指针不动，说明有电流流过灯泡但其两端无电压，即灯泡短路，选C.3．某灯泡上标有“4V，0.7A”的字样，在描绘该灯泡的伏安特性曲线实验中所用的电流表为0～0.6A～3A，电压表为0

5、～3V～15V，为了提高实验的精确性则下列说法中正确的是(A)A．电压表应选0～3V量程，电流表应选0～0.6A量程B．电压表应选0～15V量程，电流表应选0～0.6A量程C．电压表应选0～3V量程，电流表应选0～3A量程D．电压表应选0～15V量程，电流表应选0～3A量程解析：一般情况下电压表和电流表的量程不能小于被测灯泡的额定值，但是本题强调实验的精确性，若电压表选0～15V量程则其额定电压还不到满偏刻度的，误差较大．同理电流表应选0～0.6A量程．二、不定项选择题4．如下图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱．现把此变阻器

6、串联接入电路中的A、B两点间，并要求滑动头向c端移动过程中，灯泡变暗，则接入电路A、B两点间的接线柱可能是(AD)A．b和c　　B．a和c　　C．a和d　　D．b和d解析：滑动变阻器是利用改变导线长度来改变电阻的，如题图所示，要使滑动头向c端移动时，灯泡变暗，只要接入电路的滑动变阻器电阻丝增长即可，所以应该接bc或bd.5．某同学研究三种导电元件的伏安特性，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I－U图线，如下图所示，下列说法正确的是(A)A．图(1)的元件可以作为标准电阻使用B．图(2)的阻值随电压升高而减小C．图(3)的阻值随电压升高

7、而增大D．图(2)、(3)一定是由金属材质构成的导电元件解析：(1)中I－U图象为一次函数图象，即不随温度变化而变化．所以可以作为标准电阻．同理，(2)中R随温度升高而增大，(3)中R随温度升高而减小．6．在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，应(CD)A．采用电流表内接法，因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多B．采用电流表内接法，因为小灯泡的电阻比电流表内阻大得多C．采用电流表外接法，因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多D．采用电流表外接法，因为小灯泡的电阻与电流表内阻差不多解析：由于小灯泡的电阻较小，小灯泡的电阻和电流表的内阻差不多，而

8、比电压表内阻小得多，电压表分流可忽略，故应采用电流表外接法．三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)7．有一个小灯泡上标有“4V，2W”的