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1、2022年高二物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)七 描繪小電珠的伏安特性曲線 人教版 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律． 【實(shí)驗(yàn)原理】 1．實(shí)驗(yàn)原理：金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而使得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度發(fā)生相應(yīng)變化．對(duì)一只燈泡來(lái)說(shuō)，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值可以相差幾倍到十幾倍，它的伏安特性曲線（I－U圖線）并不是一條直線．即燈絲的電阻是非線性的，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)描繪伏安特性曲線的方法來(lái)研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)阻值的變化，從而了解它的導(dǎo)電特性． 2．實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡，4V－6V學(xué)生電源，滑動(dòng)變阻器，伏特表，安培表，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干． 3．實(shí)驗(yàn)電

2、路圖：如圖87－1所示。用采用滑線變阻器的分壓式接法。 圖87－1 4．實(shí)驗(yàn)步驟： （l）按上圖連接好電路，把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)臂P調(diào)節(jié)到靠近A端處． （2）閉合電鍵S，把滑動(dòng)臂P調(diào)節(jié)到某個(gè)合適的位置，然后讀出此時(shí)伏特表的示數(shù)U1和安培表的示數(shù)I1，并把它們記錄到下面表格中． （3）把滑動(dòng)片P從近A端逐漸往B端調(diào)節(jié)，重復(fù)步驟（2），讀出并記錄下12組左右不同的電壓值和電流值． （4）斷開(kāi)電鍵S，拆除電路． （5）以I為縱軸，U為橫軸畫(huà)出直角坐標(biāo)系，選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，在坐標(biāo)平面內(nèi)依次描出12組數(shù)據(jù)所表示的點(diǎn)，然后用平滑曲線連接這些點(diǎn)，此曲線就是小燈泡的伏安特

3、性曲線． 【注意事項(xiàng)】 1．本實(shí)驗(yàn)中，因被測(cè)小燈泡燈絲電阻較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法． 2．因本實(shí)驗(yàn)要作I－U圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此變阻器要采用分壓接法． 3．電鍵閉合前變阻器滑片移到圖中所示的A端． 4．電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐漸增大，可在伏特表讀數(shù)每增加一個(gè)定值（如0.5V）時(shí)，讀取一次電流值，并將數(shù)據(jù)（要求兩位有效數(shù)字）記錄在表中．調(diào)節(jié)滑片時(shí)應(yīng)注意伏特表的示數(shù)不要超過(guò)小燈泡的額定電壓． 5．在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖線盡量占滿(mǎn)坐標(biāo)紙；

4、要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)． 【典型例題】 例1 某同學(xué)在做測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中得到如下組U和I的數(shù)據(jù)： 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 燈泡發(fā)光情況 ? 不亮 ? 微亮 ? 逐漸變亮 正常發(fā)光 （1）畫(huà)出I-U圖線。 （2）從圖線上可以看出，當(dāng)功率逐漸增大時(shí)，燈絲電阻的變化情況是：________。 （3）這

5、表明導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而_________。 例2 “220V 100W”的白熾燈泡 A和“220V 60W”的白熾燈泡 B的伏安特性曲線如圖87－2所示．若將兩燈泡并聯(lián)接在110V的電源上時(shí)，兩燈泡實(shí)際消耗的功率為多大？ 圖87－2 87．實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線 一、選擇題 1．如圖87－1所示是兩個(gè)不同電阻的I－U圖像，則圖線1、2表示的電阻及兩電阻串聯(lián)或并聯(lián)后的I－U圖像所在的區(qū)域分別是 （ ） 圖87－1 圖87－2 A．1表示電阻大的圖線，并聯(lián)后在區(qū)域Ⅲ B．1表示電阻小的圖線，串聯(lián)后在區(qū)域Ⅱ

6、C．2表示電阻小的圖線，并聯(lián)后在區(qū)域Ⅰ D．2表示電阻大的圖線，串聯(lián)后在區(qū)域Ⅲ 2．如圖87－2所示為電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域．現(xiàn)把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別用P1和P2表示；并聯(lián)的總電阻設(shè)為R．下列關(guān)于P1與P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是( ) A．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1

7、220V，60W”的白熾燈泡，加上的電壓由零逐漸增大到220V．在此過(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示．圖87－3中的圖線肯定不符合實(shí)際的是( ) 圖87－3 4．小燈泡的伏安曲線不是直線，這是因?yàn)椋? A．小燈泡是非純電阻用電器 B．任何導(dǎo)體的電阻率均隨溫度的升高而增大 C．金屬導(dǎo)體的電阻率一般隨溫度的升高而增大 D．以上說(shuō)法均不正確 5．在圖87－4中，不論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的讀數(shù)幾乎不變，下列情況中，可能發(fā)生的是： 圖87－4 A．只有小燈泡的燈絲

8、斷了 B．只有A端斷開(kāi)了 C．燈絲斷了且變阻器的A端也斷了 D．電流表沒(méi)接好 二、解答題 6．現(xiàn)有下列器材：A、兩節(jié)干電池，內(nèi)阻不計(jì)；B、滑動(dòng)變阻器0～10Ω；C、滑動(dòng)變阻器0～500Ω；D、小燈泡（2.5V，0.5W）；E、開(kāi)關(guān)；F、導(dǎo)線若干 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使小燈泡兩端的電壓能在0～2.5V范圍內(nèi)較方便地連續(xù)變化。（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ； （2）畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖。 7．用如圖87－5中所給的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)“12V，5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3A、0．6A兩擋，內(nèi)阻可忽略；電壓表有15V、3V兩擋，內(nèi)

9、阻很大．測(cè)量時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可持續(xù)地從0調(diào)到12V．按要求在實(shí)物圖上連線（其中部分線路已經(jīng)連好）． 圖87－5 8．如圖87—6所示，滑動(dòng)變阻器R1的最大值是200Ω，電阻R2=200Ω，AB兩端電壓U=10V。試求電鍵S斷開(kāi)和閉合時(shí)，移動(dòng)滑鍵P、R2兩端的電壓變化范圍。 圖87—6 參考答案 1.（1）略 （2）電阻開(kāi)始不變，后來(lái)逐漸增大。（3）增大。 2. PA＝33W PB＝20W ［練習(xí)］1.D 2.C 3.A C D 4.C 5.C 6.（1）C （2）略 7.略 8. S斷開(kāi)時(shí)，R2兩端電壓變化范圍為5V≤U2≤10V；S閉合時(shí)，R2兩端電壓變化范圍為0≤U2≤10V