R 11.5 泡的电阻为 1.5 Ω,则 1.5=k(27+273),当小灯泡正常发光时,其两端电压 为 3.8 V,电阻为 13 Ω,则有 13=k(t+273),解得 t=2 327 ℃.
答案: (2)0.78 2 327
(3)小灯泡的电功率P随电压U变化的图像及其伏安特性曲线可能分别是图
(乙)中的
1.实物连线图的变化. 2.画U-t图线进行数据处理.
3.电路中增加R2和S2,作用 是实验前使电容器所带的电
荷中和.
(2016·山西八校联考)
探究太阳能电池无光照时的 I-U图线
(原理图选择)
还
1.给出两个实验原理
能
图进行选择.
怎
2.通过对I-U图线的分
样 考
(描绘出的I-U图线)
析求出太阳能电池的 电阻.
(3)电流表内外接法的选择
①若 Rx>
RA RV
,则采用电流表内接法,此时
R 测= U测 I测
=Rx+RA>Rx.
②若 Rx<
RA RV
,则采用电流表外接法,此时 R 测= U测 I测

=
Rx RV Rx RV
<Rx.
【教师备用】 (2016·海南海口模拟)一只小灯泡,标有“3 V,1.5 W”的
字样,现要描绘小灯泡0～3 V的伏安特性曲线,实验器材有:
A.最大阻值为10 Ω 的滑动变阻器
B.电动势为6 V,内阻约为1.0 Ω 的电源
C.量程为0.6 A,内阻约为1.0 Ω 的电流表A1 D.量程为3 A,内阻约为0.1 Ω 的电流表A2 E.量程为3 V,内阻约为6 kΩ 的电压表V1 F.量程为15 V,内阻约为10 kΩ 的电压表V2 G.开关,导线若干
③对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分 用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较 该接头和滑动头的电势高低,根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情 况,将“伏安法”部分接入该两点间.(注意滑动变阻器应调到使“伏安 法”部分所接的两点间阻值最小处)
【教师备用】 在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡额定电 压为2.5 V、电流为0.3 A.
答案: (1)见解析 (2)甲 (3)见解析 (4)增大 (5)D
方法技巧 处理图像及实物图连线的技巧
(1)在描绘小灯泡的伏安特性曲线时,要注意一定要用平滑的曲线,当某
个(或某些)测量数据出现明显错误时,要舍掉.
(2)小灯泡的伏安特性曲线(以I-U关系图线为例)上各点切线斜率的倒数
不表示小灯泡在该电压下的电阻,此时计算小灯泡的电阻一定要使用电
2.80 30.0
E.滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω ,允许最大电流2 A)
F.电源(电动势6 V,内阻不计)
G.开关,导线
(1)该同学做实验时,电压表选用的是
,电流表选用的
是
.(填器材前字母)
(2)请在图(甲)所示的框内画出测量时使用的电路图.
(3)根据表中数据,在图(乙)所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线.
实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
实验基础 热点定位 跟踪训练
实验基础·理解落实
夯基础
●注意事项 1.电路的连接方式 (1)电流表应采用外接法. (2)滑动变阻器应采用分压式接法,目的是为了使小电珠两端的电压能从 零开始连续变化. 2.闭合开关S前,滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端, 从而使开关闭合时小电珠两端的电压能从零开始变化,同时,也为了防止 开关刚闭合时小电珠因两端电压过大而烧坏灯丝. 3.I-U图像在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U0=1.0 V左右绘点要密, 以防出现很大误差. 4.当小电珠电压接近额定电压值时,要缓慢地增加到额定电压值,记录I 后马上断开开关. 5.误差较大的点要舍去,I-U图像应是平滑曲线. ●误差分析 1.电表内阻对电路的影响会带来误差. 2.电流表、电压表的读数带来误差. 3.在坐标纸上描点、作图带来误差.
D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线连接起来,得出小灯泡的
伏安特性曲线
步骤
错误,修正
.
步骤
错误,修正
.
解析: (3)步骤B不妥,闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻
值为零;步骤D有错,应按所测数据,在坐标纸上描点,并将各点用一条平滑
的曲线连接起来.
答案: (3)见解析
热点二 实验连图与数据处理
(4)由伏安特性曲线知,该小灯泡的电阻随电压的升高而 “增大”“减小”或“不变”). (5)根据伏安特性曲线,可判断出图(4)中正确的关系图像是 中P为小灯泡的功率,I为通过小灯泡的电流).
(选填 (图
〚核心点拨〛 (1)I-U图线的斜率变化反映了小灯泡电阻倒数的变化. (2)根据P=I2R,分析P-I2图线的形状. 解析: (1)如图(a)所示.
方法技巧 器材和电路选择方法 (1)电流表和电压表的选择 ①根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择. ②根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择. ③根据电源的参数进行选择. (2)滑动变阻器的选择 ①当采用分压式接法时,一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑 动变阻器. ②当采用限流式接法时,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的 滑动变阻器.
I/mA
0
0.9 2.3 4.3
实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0～3 V,内阻约20 kΩ )
B.电压表(量程0～15 V,内阻约100 kΩ )
C.电流表(量程0～50 mA,内阻约40 Ω )
D.电流表(量程0～0.6 A,内阻约2 Ω )
1.60 6.8
2.00 12.0
2.40 19.0
.
A.①和③
B.①和④
C.②和③
D.②和④
解析:(3)根据 P=UI 可知 I= P ,即 P-U 图像的斜率为电流 I,I-U 图像的斜率的 U
倒数为电阻 R,由(乙)图可知随电压的增大通过导体的电流越大,P-U 图像的斜 率应随电压的增大而增大,故②正确;由(乙)图可知随电压的增大导体的电阻
增大,故 U 越大,所以 I-U 图像的斜率随电压的增大而减小,故③正确,应选 C. I
答案: (1)D E
(2)据实验数据,计算并描绘出了R-U的图像,如图(甲)所示.由图像可知,当
所加电压为3 V时,灯泡实际消耗的电功率为
W.假设灯丝电阻R与其
温度t的关系是R=k(t+273)(k为比例系数),室温为27 ℃,可知该灯泡正常
发光时,灯丝的温度约为
℃.
解析: (2)当电压为 3 V 时,由图可知小灯泡的电阻为 11.5 Ω,故此时小 灯泡消耗的实际功率为 P= U 2 = 9 W=0.78 W;由图可知当不通电时小灯
(填字母).
解析：(2)两节干电池电动势为3 V,电压表量程选择3 V,最小刻度为0.1 V,读为1.50 V,灯泡功率为P=UI=1.50×0.16 W=0.24 W. (3)在伏安特性曲线中,电阻大小为 r= 1 = 1 ,且通电时间越长,电阻越
kI U
大,图线上某点与原点连线的斜率越小,选项 C 正确.
【例2】 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中. (1)某同学通过实验得到了8组数据,且已经描在了图(1)所示的I-U坐标 系中,请在图(1)中画出小灯泡的伏安特性曲线.
(2)图(2)中,该实验正确的实验电路图是
(选填“甲”或“乙”).
(3)根据所选电路图,请在图(3)中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成 完整的实验电路.
新题体验
某实验小组要描绘一个标有“3.8 V,1 W”的小灯泡RL的R-U曲线,除了导线 和开关外,还有以下一些器材可供选择: A.电压表V(量程5 V,内阻约为5 kΩ ) B.直流电源E(电动势4.5 V,内阻不计) C.电流表A1(量程150 mA,内阻约为2 Ω ) D.电流表A2(量程300 mA,内阻约为1 Ω ) E.滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω ) F.滑动变阻器R2(阻值0～200 Ω )
(2)观察小灯泡的I-U图像,可以看出实验是从电压为零时开始描点,说明 电压从零开始调节,所以滑动变阻器应采用分压式接法,因此甲电路正确. (3)电路实物连接图如图(b)所示. (4)由小灯泡的伏安特性曲线可知, I 随电压增大
U
逐渐减小,而 I = 1 ,则小灯泡电阻变大. UR
(5)根据电功率表达式P=I2R可知,图像P-I2的斜率即为小灯泡的电阻,由 于电阻随功率增大而增大,因此应选D.
(1)实验中为较准确测量、方便调节,电流表应选用
选用
.(填写器材前字母)
,滑动变阻器应
解析:(1)待测小灯泡为“3.8 V,1 W”,故其额定电流为 I= P = 1 A= U 3.8
0.26 A,故电流表只能选择 D;要描绘小灯泡 RL 的 R-U 曲线,电压要从 0 开 始连续可调,故滑动变阻器采用分压式接法,而分压接法时滑动变阻器的 阻值越小越便于调节,故选 E.
阻的定义式R= U,而不能使用表达式R= (只 U 有当I和U为线性关系时
I
I
二者才相等).
(3)实物图连线的技巧
①总的原则:先串后并,接线到柱,注意量程和正负.
②对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开始,把电源、开关、
滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线 柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处).
(1)电压表应选
,电流表应选
.(填器材前的字母)
解析: (1)由“3 V,1.5 W”字样,得I= P =0.5 A,故电压表应选E,电流表
选C.
U
答案: (1)E C
(2)在该实验中,设计了如图所示的四个电路,为了减小误差,应选取的电