实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线.

实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线[典例1](2015·广东高考)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等。考点一实验原理与操作图实­6­1结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图实­6­1(a)所示，读数为________Ω，据此应选择图实­6­1中的________(填“b”或“c”)电路进行实验。考查多用电表的读数欧姆表的读数＝示数×倍率10b考查电流表内、外接法的选择根据RxRARV可知，应该选择电流表外接法。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)连接所选电路，闭合S，滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐________(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。增大考查实验操作1实验中应缓慢移动滑动变阻器的滑片，且使电表的示数由零逐渐增大。2实验结束后，断开开关，应先拆除电,源两端的导线，以防止电源短路。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(3)图实­6­2是根据实验数据作出的U­I图线，由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性元件。图实­6­2Y考查对U­I图线的认识(1)根据数据描出的点，若不在一条直线上，则应用平滑的曲线进行连接，不能用直线或折线连接。(2)应使图线穿过尽可能多的点。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线[题组突破]1．图实­6­3为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。图实­6­3结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_______________；②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_______________；③断开开关，……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。解析结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线2．(2015·茂名一模)现要用伏安法描绘一只标值为“2.5V,0.6W”小灯泡的I­U图线，有下列器材供选用：A．电压表(0～3V，内阻3kΩ；0～15V，内阻10kΩ)B．电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω；0～3A，内阻0.1Ω)C．滑动变阻器(10Ω，2A)D．滑动变阻器(100Ω，1.0A)E．蓄电池(电动势6V，内阻不计)结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线图实­6­4结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)为了减小测量误差，图实­6­4甲中的S1应接________(填“M”或“N”)，滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示)。(2)根据你选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图。(3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________端(选填“A”“B”或“AB正中间”)。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为______________。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线解析：(1)由实物图可知，电路采用了滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法；故S1应接在M点；因采用分压接法，故滑动变阻器采用小电阻，应选用C。(2)根据实验原理图画出实物图如图所示：结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(3)为了保证实验安全，开始时灯泡两端的电压应为最小，故滑动变阻器的滑片应在A端；由题意可知，电压表示数变化明显，说明电压表与电源相连，且滑动变阻器连接正常，而电流表没有示数说明电路是断开的，由电路图可知，只能是灯泡发生了断路故障。答案：(1)MC(2)见解析(3)A小灯泡断路结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线考点二数据处理与误差分析[典例2](2016·苏州高三调研)一实验小组用某种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z，并通过实验研究该元件中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线图实­6­5[答案]如图甲所示(1)该小组连成的实物电路如图实­6­5所示，其中有两处错误，请在错误的连线上打“×”，并在原图上用笔画出正确的连线。考查滑动变阻器的分压式与限流式接法的判断(1)两种接法的适用情形①限流式接法适合测量阻值小的电阻。②分压式接法适合测量阻值较大的电阻。(2)两种接法的选择①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。④两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)在实验中应选用的滑动变阻器是________。A．滑动变阻器R1(0～5Ω额定电流5A)B．滑动变阻器R2(0～100Ω额定电流0.5A)考查滑动变阻器的选择在分压式接法中，为便于调节，滑动变阻器应选用阻值小，额定电流较大的。A结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(3)实验测得元件中的电流与电压的关系如下表所示，试在方格纸中画出电流与电压的关系图线。U(V)00.400.500.600.700.801.001.20I(A)00.200.300.400.550.751.251.80考查数据处理和作图能力1观察和分析表格中的数据。2利用表格中的数据在坐标图纸上描点。3用平滑的曲线连结描出的点。[答案]如图乙所示结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(4)本实验中带来误差的电表是__________，导致被测电阻的R测__________R真(选填“”“＝”或“”)。电压表结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线[题组突破]3．(2015·浙江高考)图实­6­6是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。图实­6­6图实­6­7结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)根据图实­6­6画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图实­6­7中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。所示读数为：①________、②________、③________、④________。两组数据得到的电阻分别为________和________。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)电流表量程为0.6A，每一小格代表0.02A，读数时估读到精度的本位即可；电压表量程为3V，每一小格代表0.1V，读数时估读到精度的下一位。读数分别为：①0.10A、②0.24A、③2.00V、④0.27V。应用R＝UI求电阻时，电流为0.10A时对应的电压为0.27V；电流为0.24A时对应的电压为2.00V，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7Ω和8.3Ω。解析：(1)实验电路图如图所示。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线答案：(1)见解析(2)①0.10A②0.24A③2.00V④0.27V2．7(±0.1)Ω8.3(±0.1)Ω[如填为8.3(±0.1)Ω2．7(±0.1)Ω也行]结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线4．(2013·天津高考)要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：电池组(电动势为4.5V，内阻约1Ω)；电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)；电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；电键一个、导线若干。(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______(填字母代号)。A．滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)B．滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)。(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图实­6­8所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W。图实­6­8解析结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线考点三实验的改进和创新[典例3](2015·海南高考)某同学利用图实­6­9所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100μF)、电阻R1(约200kΩ)、电阻R2(1kΩ)、电压表V(量程6V)、秒表、导线若干。实验原理的创新1本实验描绘的不是小灯泡的伏安特性曲线，,容器充电电压随时间变化的图像。2应对措施：掌握含容电路的特点，电容器充、放电的规律。实验器材的创新1本实验用到了秒表，这在整个高中的物理实验中都是很少见的；由电学实验中使用更是第一次在高考中出现。2应对措施：掌握秒表及其他读数仪器的读数规则，强化读数方面的训练。还可以从以下角度创新将电压表改成电压传感器直接连接电脑，绘出U­t图像，可以减少因电表和秒表读数及作图带来的误差。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线图实­6­9结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)按图甲所示的电路原理将图乙中实物图连线。[答案]见解析图(2)先闭合开关S2，再断开开关S2，闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。3.60结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(3)该同学每隔10s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上绘出U­t图线，已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。40s图实­6­10(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是_________________________________________。使每次实验前电容器两极板上的电荷相中和时间t/s10.020.030.040.050.060.0电压U/V2.143.454.234.515.005.18结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线[题组突破]5．(2015·湛江一模)现要测定一个额定电压2.5V、额定功率约0.7W的小灯泡的伏安特性曲线。(1)为了测量的电压能从零开始，测量误差较小，请在图实­6­11甲中连好实物电路图。(2)合上开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于滑动变阻器的________(填“左端”或“右端”)。(3)根据实验数据，描绘出的U­I图像如图乙所示，由图可知，当灯泡的电压为1.80V时，小灯丝电阻为________Ω，小灯泡的功率为________W(结果保留两位有效数字)。结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线(4)由图乙可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系，符合该关系的图像是图丙中的________。解析图实­6­11结束上页下页末页首页实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线6．(2016·南通二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率为0.5W，此外还有以下器材可供选择：A．直流电源3V(内阻不计)B．直流电流表0～300mA(内阻约为5Ω)C．直流电流表0～3A(内阻约为0.1Ω)D．直流电压表0～3