人教版学海导航新课标高中总复习(第1轮)物理：第7章_5实验：描绘小电珠的伏安特性曲线 测定金属的电

5实验：描绘小电珠的伏安特性曲线测定金属的电阻率第七章恒定电流1.电路设计及数据处理小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)：I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)在图7-5-3的虚线框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0～10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干.(2)在坐标系中画出小灯泡的U-I曲线.图7-5-3(3)如果测得电池的电动势1.5V，内阻2.0Ω.问：将本题中的小灯泡接在现在电路上的实际功率是多少？［简要写出求解过程，图可直接画在第(2)小题的方格图中］(1)小灯泡的电阻约是几欧，因此采用电流表外接法；电压应从零开始增大，且变化范围大，应采用分压电路，故实验电路如图(a)所示.(a)(2)小灯泡的U-I特性曲线如图(b)中曲线.(3)将灯泡接在电源上时，灯泡两端电压等于路端电压，而灯泡中电流等于总电流.根据U=E-Ir，若作出路端电压U与总电流I的图线，应是一直线，它与小灯泡的U-I图线只有一个交点，即得小灯泡工作电流为0.35A，工作电压为0.80V，从而求出小灯泡实际功率为0.28W.(b)(2007·江苏)要描绘某电学元件(最大电流不超过6mA，最大电压不超过7V)的伏安特性曲线，设计电路如图7-5-4所示.图中定值电阻R为1kΩ，用于限流；10mA，内阻约为5Ω；电压表(未画出)量程为10V，内阻约为10kΩ；电源电动势E为12V，内阻不计.图7-5-4(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：a.阻值0～200Ω，额定电流0.3A；b.阻值0～20Ω，额定电流0.5A，本实验应选用的滑动变阻器是(填“a”“b”).(2)正确接线后，测得数据如下表：12345678910U(V)0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40I(mA)0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50(a)根据以上数据，电压表是并联在M与之间的(填“O”或“P”).(b)根据以上数据，在图7-5-5(a)中画出该元件的伏安特性曲线.(3)画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图(b)(无需数值).图7-5-5(1)因电源电动势E=12V，I=E/R=0.6A＞0.5A，可排除b项中的滑动变阻器，答案为a.(2)(a)电学元件的电阻约为可知应采用电流表内接法，电压表应并联在M与P之间.(b)该元件的伏安特性曲线如下图.VA7V=1167Ω6mAxxRRRR，由＞(3)当UMO≤6V时，电流表所在支路处于断路状态，电压表与R串联，且有UMO=10UMN/11，所以UMO=UMN图象为倾斜直线，当UMO＞6V时，UMO随UMN的增大而增大，但增幅很小，图象如图所示.2.仪器和电路的选择在测量金属丝电阻率的实验中，已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供选用：A.量程是0～0.6A，内阻是0.5Ω的电流表B.量程是0～3A，内阻是0.1Ω的电流表C.量程是0～3V，内阻是6kΩ的电压表D.量程是0～15V，内阻是30kΩ的电压表E.阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器F.阻值为0～10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器G.蓄电池(6V)H.开关一个，导线若干.(1)为使测量结果尽量准确，电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用.(只填字母代号)(2)若图7-5-6所示的实验仪器就是我们选定的，请用铅笔画线连接实验电路.图7-5-6根据题意，测量数据的变化范围应尽量的大，因此滑动变阻器应采用分压式接法，故选总阻值较小的F，又因6V电压全加在10Ω两端时，最大电流才0.6A，故电流表选A.为了减小电压表的读数误差应选C.【答案】(1)ACF(2)有一标有“6V，1.5W”的小灯泡，现用图7-5-7（a）所示电路测量其在不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：图7-5-7A.直流电源6V（内阻不计）；B.直流电流表0~3A（内阻0.1Ω以下）；C.直流电流表0~300mA（内阻约为5Ω）；D.直流电压表0~15V（内阻约为15kΩ）；E.滑动变阻器10Ω，2A；F.滑动变阻器1kΩ，0.5A.（1）实验中电流表应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用.（2）试按图（a）电路将图（b）所示器材连成电路.（1）选电流表实际上是选量程.先估算一下通过电流表的电流，由小灯泡的规格可知通过的电流最大不能超过0.25A，因此选C.在该题中滑动变阻器接成分压器，此时要求滑动变阻器的电阻比用电器的电阻小，至少应差不多；小灯泡的电阻在正常工作时约为24Ω，所以滑动变阻器不能选F，应选E，但不应忘记还要核对一下电流是否会超过其允许值，E的最大允许电流是2A，实验中的最大电流只有0.25A，选E也是安全的.（2）连接实物图实际上是考查仪器的使用方法.这里要注意电表正负接线柱的接法、滑动变阻器做分压器时连接特点.具体连线时，可以先连主回路，把电源、开关、滑动变阻器连成一个回路；然后再连上支路，从滑动变阻器的滑动头和一个固定端接出，连上电流表、小灯泡，最后将电压表并联在小灯泡上.连接情况如图所示.3.非线性元件的处理图7-5-8(a)为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I-U关系曲线图.图7-5-8为了通过测量得到图7-5-8(a)所示I-U关系的完整曲线，在图7-5-8(b)和图7-5-8(c)两个电路中应选择的是图；简要说明理由：.(电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)为了获取更多的实验数据，常采用图7-5-8(b)测量电路.测量时电压可从0V调到最大值，调节范围较大.（2009·福建）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.图7-5-9为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：图7-5-9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，内阻不计开关（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.（3）若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：，不同点：.（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，要求电压从0～3V之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了能很好调节电压，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，电路设计如图所示：VARRRR＞，（3）从图象的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点，特点都是“非线性”，图象上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数，相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通过灯泡的电流与电压的变化关系都是非线性关系；不同点：该元件的电阻随电压的增大而减小，而灯泡的电阻值随电压的增大而增大.