2024_2025年新教材高中物理电学实验重点难点易错点高频必刷高分考点经典题描绘小灯泡的伏安特性曲线新人教版必修3.doc
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描绘小灯泡的伏安特性曲线
基础
图1试验原理
图1
1．用________测出流过小灯泡的电流，用________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________的曲线将这些点连接起来．
2．电路的选择：本试验用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流和电压，描绘出伏安特性曲线．由于运用的小灯泡是“3.8V，0.3A”的，正常发光时灯丝电阻约为13Ω，阻值较小，因此应当用电流表________电路；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应当用________接法电路．电路图如图1所示．
试验器材
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、____________、坐标纸、铅笔．
试验步骤
1．确定电流表、电压表的量程，照图1连好电路．(留意开关应__________，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为_________)
2．闭合开关S，调整滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I的值．
3．用同样的方法测量并记录约12组U值和I值．
4．断开开关S，整理好器材．
5．在坐标纸上，以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系，并依据表中数据描点，连接各点得到I－U图线．(留意：连接各点时，不要出现折线)
数据处理
依据测量的数据把电压表和电流表的各组数据填入下表中，然后作出I－U图线.
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
电压U/V
电流I/A
试验结论
描绘出的图线是一条______________．它的斜率随电压的增大而______________，这表明小灯泡的电阻随电压(温度)上升而______________．灯丝的电阻率随温度的上升而增大．灯丝不发光时温度是室温，正常发光时温度很高，其电阻率的改变是很显著的，所以灯丝的阻值随小灯泡两端电压的上升而明显增大，其I－U图线不再是过原点的直线．
留意事项
1．本试验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必需采纳电流表外接法．
2．滑动变阻器应采纳分压式接法：目的是为了使小灯泡两端的电压能从0起先连续改变．
3．I－U图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差．
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，使得依据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸．
误差分析
1．测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值大．
2．描绘I－U图线时作图不精确造成的偶然误差．
3．测量时读数不精确和在坐标纸上描点不精确引起的误差．
题型
题型一试验仪器及电路的选择
【例1】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中，可供选择的试验仪器如下：
器材
规格
器材
规格
小灯泡
标有“3.8V，0.3A”字样
滑动变阻器R1
最大阻值10Ω，额定电流1.0A
电压表V
量程0～5V，内阻约5kΩ
滑动变阻器R2
最大阻值1kΩ，额定电流0.5A
电流表A1
量程0～100mA，内阻约4Ω
直流电源E
电动势约为6V，内阻约为0.5Ω
电流表A2
量程0～500mA，内阻约0.4Ω
导线、电键等
(1)在上述器材中，滑动变阻器应选____________，电流表应选____________．
图2图
图2
图3
(3)利用试验中得到的试验数据在I－U坐标系中，描绘出了如图3所示的小灯泡的伏安特性曲线．依据此图给出的信息，可以推断出下图中正确的是(图中P为小灯泡功率)()
题型二伏安特性曲线的描绘及试验结果的应用
【例2】影响物质材料电阻率的因素许多，一般金属材料的电阻率随温度的上升而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的上升而减小．某课题探讨组须要探讨某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做试验，测量元件Z中的电流随两端电压从零渐渐增大过程中的改变规律．
(1)他们应选用下图中所示的哪个电路进行试验．()
(2)①由(1)试验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．依据表中数据请在图4中作出元件Z的I－U图线.
U/V
0
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
1.60
I/A
0
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.80
3.20
图4
图4
还是半导体材料？
图5
图5
[针对训练]在“描绘小电珠的伏安特性曲线”试验中，所用器材有：小电珠(2.5V，0.6W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．
图8图7
图8