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第第6 6节试验：描绘小灯泡伏安特征曲线节试验：描绘小灯泡伏安特征曲线第第1页页描描绘绘小灯泡伏安特征曲小灯泡伏安特征曲线线，并分析曲，并分析曲线线改改变规变规律律二、试验原理二、试验原理1.试验电试验电路路(如如图图所表示所表示)：电电流流表采取外接表采取外接(小灯泡小灯泡电电阻很小阻很小)，滑滑动变动变阻器采取分阻器采取分压压式式(使使电压电压能从零开始能从零开始连续连续改改变变)2.试试验验原原理理：用用电电压压表表和和电电流流表表能能够够分分别别测测出出多多组组小小灯灯泡泡电电压压和和电电流流值值，在在坐坐标标纸纸IU坐坐标标系系中中描描出出各各个个点点，用一条平滑曲用一条平滑曲线线将将这这些点些点连连接起来接起来一、实验目一、实验目第第2页页学学生生电电源源(4(46 6 V V直直流流)，小小灯灯泡泡(“4 4 V V 0.7 0.7 A A”或或“3.8 3.8 V V 0.3 0.3 A A”)，电电流流表表(内内阻阻较较小小)，电电压压表表(内内阻阻很大很大)，滑，滑动变动变阻器，开关和阻器，开关和导线导线四、试验步骤四、试验步骤1.1.连连接接电电路路：确确定定电电流流表表、电电压压表表量量程程，按按试试验验电电路路图图连连好好电电路路(注注意意开开关关应应断断开开，滑滑动动变变阻阻器器与与灯灯泡泡并并联联部分部分电电阻阻为为零零)2.2.测测量量数数据据：闭闭合合开开关关S S，调调整整滑滑动动变变阻阻器器，使使电电流流表表、电电压压表表有有较较小小但但显显著著示示数数，统统计计一一组组电电压压U U和和电电流流I I值值三、试验器材三、试验器材第第3页页3.重复重复测测量：用一量：用一样样方法方法测测量并量并统计统计12组组U值值和和I值值.次数次数123456789101112电压电压U/V电电流流I/A4.整理器材：断开开关整理器材：断开开关S，整理好器材，整理好器材5.描描绘绘曲曲线线：在在坐坐标标纸纸上上，以以U为为横横坐坐标标、I为为纵纵坐坐标标建建立立直直角角坐坐标标系系，并并依依据据表表中中数数据据描描点点，先先观观察察所所描描点点走走向，再用平滑曲向，再用平滑曲线连线连接各点得到接各点得到IU图线图线第第4页页1.1.本本试试验验中中被被测测小小灯灯泡泡灯灯丝丝电电阻阻值值较较小小，所所以以测测量量电电路必路必须须采取采取电电流表外接法流表外接法2.2.本本试试验验要要作作出出I IU U图图线线，要要求求测测出出一一组组包包含含零零在在内内电电流流、电电压压值值，故故控控制制电电路路必必须须采采取取分分压压式式接接法法3.3.为为保保护护元元件件不不被被烧烧毁毁，开开关关闭闭合合前前变变阻阻器器滑滑片片应应位于位于图图中左端中左端4.4.加在小灯泡两端加在小灯泡两端电压电压不要超出其不要超出其额额定定电压电压5.5.连连图图线线时时曲曲线线要要平平滑滑，不不在在图图线线上上数数据据点点应应均均匀匀分布在分布在图线图线两两侧侧，绝对绝对不要出不要出现现折折线线五、注意事项五、注意事项第第5页页1.1.因因为为电电压压表表不不是是理理想想电电表表，内内阻阻并并非非无无穷穷大大，对对电电路路影影响响会会带带来来误误差差，电电流流表表外外接接，则则电电流流表表示示数偏大数偏大2.2.测测量量时读时读数数带带来来误误差差3.3.在坐在坐标纸标纸上描点、作上描点、作图时带图时带来来误误差差六、误差分析六、误差分析第第6页页例例1 1 在在描描绘绘小小灯灯泡泡伏伏安安特特征征曲曲线线试试验验中中，使使用用小小灯灯泡泡标标有有“6 V，3 W”，其其它它供供选选取取器器材材有有：电电压压表表V1(015 V，内内阻阻30 k)，电电压压表表V2(06 V，内内阻阻20 k)，电电流流表表A1(03 A，内内阻阻0.2)，电电流流表表A2(00.6 A，内内阻阻1)，滑滑动动变变阻阻器器R1(01 000，0.5 A)，滑滑动动变变阻阻器器R2(020，2 A)，学学生生电电源源E(68 V)，电电键键S和和导导线线若若干干为为使使给给出曲出曲线线尽可能准确尽可能准确在在上上述述器器材材中中，电电压压表表应应选选_，电电流流表表应应选选_，变变阻器阻器应选应选_题型一：描绘小灯泡伏安特征曲线试验设计题型一：描绘小灯泡伏安特征曲线试验设计第第7页页元贝驾考 http:/ 元贝驾考科目一 科目四驾考宝典网 http:/ 科目四第第8页页【解析解析】要描绘小灯泡伏安特征曲线，电压必须从要描绘小灯泡伏安特征曲线，电压必须从0开始连续改变，所以要采取分压式电路，滑动变开始连续改变，所以要采取分压式电路，滑动变阻器选阻器选R2，操作方便一些，从小灯泡规格知，小灯，操作方便一些，从小灯泡规格知，小灯泡两端电压最大值泡两端电压最大值6 V，电流最大值，电流最大值0.5 A，为使读，为使读数尽可能地准确，以减小误差，电压表选数尽可能地准确，以减小误差，电压表选V2，电流，电流表选表选A2.【答案答案】V2A2R2第第9页页【方方法法与与知知识识感感悟悟】依依试试验验要要到到达达目目标标，判判断断滑滑动动变变阻阻器器是是作作限限流流用用还还是是作作分分压压用用，从从方方便便操操作作角角度，确定选哪个滑动变阻器度，确定选哪个滑动变阻器依依用用电电器器规规格格及及试试验验进进行行过过程程，从从“安安全全、准准确确”角度，确定选哪个电流表、电压表角度，确定选哪个电流表、电压表第第10页页例例2 2 在在“描描绘绘小小灯灯泡泡伏伏安安特特征征曲曲线线”试试验验中中，某某同同学学测测得得电电流流电压电压数据以下表所表示：数据以下表所表示：电电流流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2电压电压U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46(1)用上表数据描用上表数据描绘电压绘电压随随电电流改流改变变曲曲线线；题型二：数据处理及试验结论题型二：数据处理及试验结论第第11页页(2)为为了探究灯了探究灯丝电丝电阻与温度关系，已作出阻与温度关系，已作出电电阻随阻随电电流改流改变变曲曲线线如如图图所表示：所表示：请请指出灯指出灯丝丝特征，并解特征，并解释释形成原因形成原因第第12页页【解解析析】(1)用用表表中中数数据据描描绘绘电电压压随随电电流流改改变变曲曲线线如如图所表示：图所表示：(2)电电阻阻随随电电流流增增大大存存在在三三个个区区间间，电电阻阻改改变变快快慢慢不不一一样样第第一一区区间间电电流流很很小小时时，电电阻阻改改变变不不大大；第第二二区区间间灯灯丝丝温温度度升升高高很很快快，电电阻阻增增大大快快；第第三三区区间间部部分分电电能能转转化化为为光光能能，灯灯丝丝温温度度升升高高变变慢慢，电电阻阻增增大大也也变慢变慢第第13页页1某同学利用某同学利用图图甲所表示甲所表示电电路研究灯路研究灯泡泡L1(6 V,1.5 W)、L2(6 V,10 W)发发光情况光情况(假假设设灯泡灯泡电电阻恒定阻恒定)，图图乙乙为实为实物物图图(1)他他分分别别将将L1、L2接接入入图图甲甲中中虚虚线线框框位位置置，移移动动滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片，当当电电压压表表示示数数为为6 V时时，发发觉觉灯灯泡泡均均能能正正常常发发光光在在图图乙乙中中用用笔笔画画线线代代替替导导线线将将电电路路连连线线补补充充完完整整第第14页页答案如答案如图图 第第15页页(2)接接着着他他将将L1和和L2串串联联后后接接入入图图甲甲中中虚虚线线框框位位置置，移移动动滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片，当当电电压压表表示示数数为为6 V时时，发发觉觉其其中中一一个个灯灯泡泡亮亮而而另另一一个个灯灯泡泡不不亮亮，出出现现这这种种现现象象原原因因是是 (3)现现有以下器材：有以下器材：电电源源E(6 V，内阻不内阻不计计)，灯泡，灯泡L1(6 V,1.5 W)、L2(6 V,10 W)、L2(6 V,10 W)，单单刀双刀双掷掷开关开关S，在，在图图丙中丙中设计设计一一个机个机动车转动车转向灯控制向灯控制电电路：当路：当因因为为R2电电阻是阻是3.6，R1电电阻阻24，二者串二者串联联后，后，总电压总电压6 V，R2电压电压只有只有0.8 V，所以，所以R2不亮不亮(实际电实际电源源远远小于小于额额定定电压电压)第第16页页单单刀刀双双掷掷开开关关S与与1相相接接时时，信信号号灯灯L1亮亮，右右转转向向灯灯L2亮亮而而左左转转向向灯灯L3不不亮亮；当当单单刀刀双双掷掷开开关关S与与2相相接接时时，信号灯信号灯L1亮，左亮，左转转向灯向灯L3亮而右亮而右转转向灯向灯L2不亮不亮【解析解析】(1)见答案图见答案图(2)因因为为R2电电阻阻是是3.6，R1电电阻阻24，二二者者串串联联后后，总总电电压压6 V，R2电电压压只只有有0.8 V，所所以以R2不不亮亮(实实际际电电源源远远小于额定电压小于额定电压)(3)第第17页页2在在“描描绘绘小灯泡伏安特征曲小灯泡伏安特征曲线线”试验试验中，用中，用导线导线a、b、c、d、e、f、g和和h按按图图甲所表示方式甲所表示方式连连接好接好电电路，路，电电路中全部元器件都完好，且路中全部元器件都完好，且电压电压表和表和电电流表已流表已调调零零.闭闭合开关后：合开关后：第第18页页(1)若不若不论论怎怎样调样调整滑整滑动变动变阻器，小灯泡亮度能阻器，小灯泡亮度能发发生生改改变变，但，但电压电压表、表、电电流表示数流表示数总总不能不能为为零，零，则则可能可能是是 导线导线断路断路.g(2)某同学某同学测测出出电电源和小灯泡源和小灯泡UI图线图线如如图图乙所表示，将小灯乙所表示，将小灯泡和泡和电电阻阻R串串联联后接到后接到电电源上，源上，要使要使电电路中路中电电流流为为1.0A，则则R .0.8第第19页页*(3)某某同同学学在在试试验验中中还还测测出出a、b、c三三种种元元件件伏伏安安特特征征曲曲线线分分别别如如图图丙丙中中(a)、(b)、(c)所所表表示示，以以下下说说法正确是法正确是()Aa能能够够作作为标为标准准电电阻使用阻使用Bb能作能作为标为标准准电电阻使用阻使用Cb阻阻值值随随电压电压升高而增大升高而增大Dc阻阻值值随随电压电压升高而增大升高而增大AC第第20页页第第21页页*3.如如图图所表示是所表示是测测定小灯泡伏安特征定小灯泡伏安特征电电路路图图，电电源源电动势为电动势为E，内阻不，内阻不计计，两，两电电表可看做理想表可看做理想电电表，表，那么以下那么以下说说法中正确是法中正确是()ACA闭闭合合电键电键前滑前滑动变动变阻器滑片阻器滑片应应滑到最左端滑到最左端B该电该电路中滑路中滑动变动变阻器采取是限流式接法阻器采取是限流式接法C将滑将滑动变动变阻器滑片向右滑阻器滑片向右滑动时动时，小灯泡，小灯泡变变亮亮D将滑将滑动变动变阻器滑片向右滑运阻器滑片向右滑运时时，小灯泡，小灯泡变变暗暗第第22页页1 1如如图图所所表表示示，电电流流表表示示数数是是 A A，电电压压表表示示数是数是 V.V.0.500.20【巩固基础巩固基础】第第23页页2在在“描描绘绘小小灯灯泡泡伏伏安安特特征征曲曲线线”试试验验中中，现现除除了了有有一一个个标标有有“5 V，2.5 W”小灯泡、小灯泡、导线导线和开关外，和开关外，还还有：有：A直流直流电电源源(电动势约为电动势约为5 V，内阻可不，内阻可不计计)B直流直流电电流表流表(量程量程03 A，内阻，内阻约为约为0.1)C直流直流电电流表流表(量程量程0600 mA，内阻，内阻约为约为5)D直流直流电压电压表表(量程量程015 V，内阻，内阻约为约为15 k)E直流直流电压电压表表(量程量程05 V，内阻，内阻约为约为10 k)F滑滑动动变变阻阻器器(最最大大阻阻值值10，允允许许经经过过最最大大电电流流为为2 A)G滑滑动动变变阻阻器器(最最大大阻阻值值1 k，允允许许经经过过最最大大电电流流为为0.5 A)第第24页页试试验验要要求求小小灯灯泡泡两两端端电电压压从从零零开开始始改改变变并并能能测测多多组组数据数据(1)试试验验中中电电流流表表应应选选取取_，电电压压表表应应选选取取_，滑滑动变动变阻器阻器应选应选取取 (均用序号字母表示均用序号字母表示)(2)请请按要求将按要求将图图中所表示器材中所表示器材连连成成试验电试验电路路CEF第第25页页(3)某同学某同学经过试验经过试验作出小灯泡作出小灯泡伏安特征曲伏安特征曲线线以下列以下列图图所表示所表示现现把把试验试验中使用小灯泡接到如右中使用小灯泡接到如右图图所表示所表示电电路中，其中路中，其中电电源源电动势电动势E6 V，内阻，内阻r1，定，定值电值电阻阻R9，此，此时时灯泡灯泡实际实际功率功率为为 W(结结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)0.810.85第第26页页*3.如如图图所表示，直所表示，直线线、分分别别是是电电源源1与与电电源源2路端路端电压电压随随输输出出电电流改流改变变特征特征图线图线，曲，曲线线是一个小灯泡伏安特征曲是一个小灯泡伏安特征曲线线，假假如如把把该该小小灯灯泡泡分分别别与与电电源源1、电电源源2单单独独连连接接，则则以下以下说说法正确是法正确是()A电电源源1与与电电源源2内阻之比是内阻之比是11 7B电电源源1与与电电源源2电动势电动势之比是之比是1 1C在在这这两种两种连连接状接状态态下，小灯泡下，小灯泡电电阻之比是阻之比是1 2D在在这这两两种种连连接接状状态态下下，小小灯灯泡泡消消耗耗功功率率之之比比是是1 2ABD第第27页页【提升能力提升能力】4下列下列图为图为“测绘测绘小灯泡伏安特征曲小灯泡伏安特征曲线线”试验实试验实物物电电路路图图，已知小灯泡，已知小灯泡额额定定电压为电压为2.5 V.(1)完成以下完成以下试验试验步步骤骤：闭闭合开关前，合开关前，调调整滑整滑动变动变阻器滑片，阻器滑片，；使它靠近滑使它靠近滑动变动变阻器左端接阻器左端接线线柱柱第第28页页闭闭合开关后，逐步移合开关后，逐步移动变动变阻器滑片，阻器滑片，；断断开开开开关关，.依依据据试试验验数数据据在在方方格格纸纸上上作作出出小小灯泡灯灯泡灯丝丝伏安特征曲伏安特征曲线线(3)在虚在虚线线框中画出与框中画出与实实物物电电路路对应电对应电路路图图增加小灯泡两端增加小灯泡两端电压电压，统计电统计电流表和流表和电压电压表表多多组读组读数，直至数，直至电压电压到达到达额额定定电压电压第第29页页5一个一个标标有有“3.8 V,0.3 A”字字样样小灯泡，其灯小灯泡，其灯丝电丝电阻会阻会随温度升高而改随温度升高而改变变，一探究性学，一探究性学习习小小组组在在试验试验室研究室研究这这一一问题问题，现试验现试验室室备备有以下有以下试验试验器材：器材：器材名称器材名称代号代号参数参数电电池池组组电压电压表表电压电压表表电电流表流表电电流表流表滑滑动变动变阻器阻器滑滑动变动变阻器阻器固定固定电电阻阻开关开关导线导线EV1V2A1A2R1R2R0SM电动势电动势9 V，内阻，内阻0.5 量程量程05 V，内阻，内阻2.0 k量程量程015 V，内阻，内阻3.0 k量程量程00.3 A，内阻，内阻2.0 量程量程06 A，内阻，内阻0.4 010，额额定定电电流流2 A0100，额额定定电电流流0.5 A5，额额定定电电流流5 A一个一个若干若干第第30页页试试验验时时要要求求测测量量范范围围尽尽可可能能大大，且且要要求求灯灯泡泡上上电电压压从从0开始开始调调整，整，测测量量结结果尽可能准确果尽可能准确(1)现现在在有有图图所所表表示示a、b、c、d四四个个电电路路，其其中中可可选选取取电电路有路有 d图图(2)在在试验试验中，中，应该选应该选取取试验试验器材有器材有电压电压表表 ，电电流表流表 ，滑，滑动变动变阻器阻器 .(填器材名称代号填器材名称代号)V1A1R1第第31页页(3)该该小小组组某同学某同学经过试验经过试验描描绘绘出小灯泡出小灯泡IU图线图线，如如图图所表示，所表示，试试依据依据图线图线中中给给出数据，求出小灯泡出数据，求出小灯泡在工作点在工作点A和和B电电阻阻值值分分别为别为 、.6.3 10 第第32页页【解解析析】(1)要要求求灯灯泡泡上上电电压压从从0开开始始调调整整，所所以以滑滑动动变变阻阻器器要要用用分分压压式式接接法法，a、b图图错错误误，c图图中中滑滑动动变变阻阻器器上上串串联联保保护护电电阻阻，所所以以，灯灯泡泡上上电电压压也也不不能能从从0开开始始连连续调整，所以应选续调整，所以应选d图图(2)选选取取电电表表时时，电电表表量量程程要要稍稍大大于于被被测测元元件件最最大大值值，因因为为灯灯泡泡标标有有“3.8 V,0.3 A”，所所以以，电电压压表表选选择择V1；电电流流表表选选择择A1；滑滑动动变变阻阻器器为为分分压压式式接接法法，应应选选总总阻阻值较小滑动变阻器值较小滑动变阻器R1.(3)依依据据RU/I得得A点点电电阻阻为为6.3(结结果果为为5.96.5 都都对对)；B点电阻为点电阻为10.第第33页页6发发光晶体二极管是用于光晶体二极管是用于电电器上做指器上做指示灯用一个示灯用一个电电子元件它子元件它电电路符路符号如号如图图甲所表示，正常使用甲所表示，正常使用时时，带带“”一端接高一端接高电势电势，带带“”一端接低一端接低电势电势某同学用某同学用试验试验方法探究二极管方法探究二极管伏安特征，伏安特征，现测现测得它两端得它两端电压电压U和和经过经过它它电电流流I数据如数据如表中所表示表中所表示.U/V00.40.81.21.62.02.42.62.83.0I/mA00.92.34.36.8 13.0 19.0 24.0 30.0 37.0图图甲甲(1)在在图图乙中虚乙中虚线线框内画出框内画出试验电试验电路路图图(除除电电源、开关、源、开关、滑滑动变动变阻器外，阻器外，试验试验用用电压电压表：内阻表：内阻RV约为约为10 k，电电流流表：内阻表：内阻RA约为约为100)第第34页页图图乙乙(2)在在图图丙中小方格丙中小方格纸纸上用描点法画出二极管伏安特征上用描点法画出二极管伏安特征曲曲线线 图图丙丙第第35页页(3)依据依据(2)中画出二极管伏安特征曲中画出二极管伏安特征曲线线，简简明明说说明明发发光二极管光二极管电电阻与其两端阻与其两端电压电压关系关系 发发光二极管光二极管电电阻随其两端阻随其两端电压电压增大而展增大而展现现非非线线性减小性减小【解析解析】(1)同时测定二极管上电流和电压时，由欧姆同时测定二极管上电流和电压时，由欧姆定律分析表格中每一组数据，能够看出发光二极管电定律分析表格中每一组数据，能够看出发光二极管电阻是改变，改变范围大约在阻是改变，改变范围大约在100500 之间，故电流之间，故电流表内阻对测量结果影响较大，利用电流表外接法误差表内阻对测量结果影响较大，利用电流表外接法误差较小而测量数据应从较小而测量数据应从0开始，滑动变阻器采取分压式开始，滑动变阻器采取分压式接法，才能得到足够多数据接法，才能得到足够多数据(2)将表格提供数据在方格纸上描点，平滑连接各点可将表格提供数据在方格纸上描点，平滑连接各点可画出画出UI图线图线第第36页页7某学某学习习小小组经过试验组经过试验来研究来研究电电器元件器元件Z伏安特伏安特征曲征曲线线他他们们在在试验试验中中测测得得电电器元件器元件Z两端两端电压电压与与经过经过它它电电流数据以下表：流数据以下表：U/V0.000.200.501.001.502.002.50I/A0.000.100.200.300.360.380.40现备现备有以下器材有以下器材A低低压压直流直流电电源：源：电压电压6 V，内阻不，内阻不计计B电电流流表表：量量程程为为00.6 A3 A，0.6 A内内阻阻约约为为10，3 A内阻内阻约为约为2 C电电压压表表：量量程程为为03 V15 V，3 V内内阻阻约约为为7.2 k，15 V内阻内阻约为约为36 kD滑滑动变动变阻器：阻阻器：阻值为值为010，额额定定电电流流为为3 AE电键电键K，导线导线若干若干第第37页页(1)按提供器材在按提供器材在实实物物图图(a)上上连连接正确接正确试验电试验电路，路，要求要求测测量量误误差尽可能小差尽可能小(2)利用利用这这些数据些数据绘绘出出电电器元件器元件Z伏安特征曲伏安特征曲线线如如图图(b)所表示，分析曲所表示，分析曲线说线说明明经过电经过电器元件器元件Z电电流随流随电压电压改改变变特点特点 _电电流随流随电压电压增大非增大非线线性增大性增大第第38页页(3)若把若把电电器元件器元件Z接入如接入如图图(c)所表示所表示电电路路中中时时，经过经过Z电电流流为为0.10 A，已知，已知A、B两端两端电压电压恒恒为为1.5 V，则则此此时时灯泡灯泡L功率功率为为 W.0.13第第39页页(2)该试验该试验小小组组依据依据试验试验得到数据，描点得到数据，描点绘绘出了如出了如图图乙所表示乙所表示IU图图象由象由图图可知，当可知，当电压电压小于小于2.00 V时时，太阳能，太阳能电电池池电电阻阻 (填填“很大很大”或或“很小很小”)；当；当电压为电压为2.80 V时时，太阳能，太阳能电电池池电电阻阻约为约为 .很大很大1.0103(9651040)第第40页页
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