实验11-1 描绘小灯泡伏安特性曲线（抢分精讲）-剑指2019年高考物理的13个抢分实验

实验11-1 描绘小灯泡伏安特性曲线（抢分精讲）-剑指2019年高考物理的13个抢分实验

剑指2019年高考物理的13个抢分实验 实验11.1 描绘小灯泡伏安特性曲线 抢分精讲 ‎【高考导航】‎ 抢分题型 ‎◎题型1 实验原理与操作 ‎◎题型2 器材、电路的选择与数据处理 ‎ ‎◎题型3 创新实验剖析 实验目的 ‎1．描绘小电珠的伏安特性曲线。‎ ‎2．分析曲线的变化规律。‎ 实验原理 ‎1．描绘小电珠的伏安特性曲线 用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在I－U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连结起来，就得到小电珠的伏安特性曲线。‎ ‎2．滑动变阻器的限流接法和分压接法 ‎(1)两种接法比较 ‎(2)分压和限流电路的选择原则 ‎(3)两种接法的适用情况 ‎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)，则必须选用分压式电路。‎ ‎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，应改用分压式电路。‎ ‎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、能耗低。‎ 题型1　实验原理与操作 例1　(浙江理综) 图实Ⅷ－2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。‎ ‎(1)根据图实Ⅷ－2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Ⅷ－3中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为3 V。所示读数为：①________、②________、③________、④________。两组数据得到的电阻分别为________和________。‎ 答案　(1)如图所示 ‎(2)①0.10 A　②0.24 A　③2.00 V　④ 0.27 V ‎(8.3±0.1)Ω　(2.7±0.1)Ω[如填为“(2.7±0.1)Ω ‎(8.3±0.1)Ω]‎ 解析　‎ 特别提醒　‎ ‎“测定金属的电阻率”与“描绘小灯泡的伏安特性曲线”两个实验都是电阻的测量实验，但描绘小灯泡的伏安特性曲线必须要求电压从零开始调节，故滑动变阻器必须采用分压式接法，而测量金属的电阻率的实验电流表的内、外接和滑动变阻器的接法需要依据待测电阻的阻值大小来确定。‎ 题型2　器材、电路的选择与数据处理 例2　 (天津理综)要描绘一个标有“3 V、0.6 W”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3 V，并便于操作。已选用的器材有：‎ 电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；‎ 电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；‎ 电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；‎ 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20 Ω， 额定电流1 A)‎ B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)‎ ‎(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Ⅷ－4所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W。‎ 答案　(1)A　(2)B　(3)0.1‎ 解析　‎ 题型3　创新实验剖析 ‎1．电阻元件的伏安特性曲线能反映电阻元件的电流随电压的变化规律，能反映元件的电阻变化情况，也可利用伏安特性曲线求解电压、电流、功率等物理量。因此实际问题中常利用本实验的器材、实验方法描绘二极管、电动机、电池等元件的伏安特性曲线。‎ ‎2．实验的控制电路一般用分压接法，但测量电路则需要根据电压表、电流表的内阻与待测元件的电阻之间的大小关系确定。‎ 例3　 (广东理综)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3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等。‎ ‎(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Ⅷ－5甲所示，读数为________Ω。据此应选择图实Ⅷ－5中的________[填“乙”或“丙”]电路进行实验。‎ ‎(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。‎ ‎(3)图实Ⅷ－6是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性元件。‎ ‎(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图实Ⅷ－7所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，读数为1.00 V。利用图实Ⅷ－6可算得E＝________V，r＝________Ω(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)。‎ 答案　(1)10.0　乙　(2)增大　(3)Y　(4)3.2　0.50‎ 解析　‎ ‎ ‎