《高考物理一轮复习考点全攻关》专题（57）实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线（原卷版）

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2021 年高考物理一轮复习考点全攻关
专题（57）实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线（原卷版）
双基过关：
基本实验要求
1．实验原理
(1)测多组小电珠的 U、I的值，并绘出 I－U图象；
(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．
2．实验器材
小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、
导线若干、坐标纸、铅笔．
3．实验步骤
(1)画出电路图如图甲所示
(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路．
(3)测量与记录
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，并将测量数据填入自己设计的表格
中．
(4)数据处理
① 在坐标纸上以 U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．
② 在坐标纸上描出各组数据所对应的点．
③ 将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线．
4．实验器材选取
(1)原则：①安全；②精确；③操作方便．
(2)具体要求
① 电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过 0.6 A.
1
② 用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流．
③ 电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值．
④ 电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上．
⑤ 从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用总阻值与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用
总阻值较小的滑动变阻器．
基本实验方法
1．注意事项
(1)电路的连接方式：
① 电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与量程为 0.6 A 的电流表串联时，电流表的
分压影响很大．
② 滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从 0开始连续变化．
(2)闭合开关 S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为 0的一端，使开关闭合时小电珠的电压能
从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．
(3)I－U图线在 U0＝1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在 U＝1.0 V 左右绘点要密，以防出现较大误差．
2．误差分析
(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的
电流值大于真实值．
(2)测量时读数带来误差．
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差.
命题热点一：教材原型实验
【例 1】 某同学想要描绘标有“3.8 V　0.3 A”字样的小灯泡 L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确．可供
选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
电压表 V，量程 0～5 V，内阻约5 kΩ
电流表 A1，量程 0～500 mA，内阻约0.5 Ω
电流表 A2，量程 0～100 mA，内阻约4 Ω
滑动变阻器 R1，最大阻值 10 Ω，额定电流 2.0 A
滑动变阻器 R2，最大阻值 100 Ω，额定电流 1.0 A
直流电源 E，电动势约 6 V，内阻可忽略不计
(1)上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________(填写所选器材的字母符号)．
(2)该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检
查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：
2
________________________________________________________________________①
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________②
________________________________________________________________________.
(3)该同学校正电路后，经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由
此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________(选填“增大”或“减小”或“不变”)
(4)该同学完成实验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4 V、内阻为 8 Ω
的电源上组成闭合回路．请你根据上述信息估算此时一只小灯泡的功率约为________ W(结果保留 2位有
效数字)．
变式 1 某研究性学习小组的同学欲做“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验．已知所用小电珠的额定电压
和额定功率分别为2.5 V、1.2 W，实验使用的直流电源的电动势为3.0 V，内阻忽略不计，实验可供选择的
器材规格如下：
A．电流表 A1(量程 0～0.6 A，内阻约5 Ω)
B．电流表 A2(量程 0～3 A，内阻约0.1 Ω)
C．电压表 V1(量程 0～3 V，内阻约3 kΩ)
D．电压表 V2(量程 0～15 V，内阻约2 kΩ)
E．滑动变阻器 R1(阻值 0～10 Ω，额定电流 1 A)
F．滑动变阻器 R2(阻值 0～5 000 Ω，额定电流 500 mA)
请回答下列问题：
(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应
选择________(填写实验器材前的序号)．
(2)根据所选的实验器材，请设计合理的电路原理图来完成该实验．
3
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