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基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验第4讲实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验1．电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．2．滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出UI图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法．3．保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端．加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压．注意事项基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，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．误差分析基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验【典例1】一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图7－4－1甲所示的电路图．请回答下列问题：热点实物连线及数据处理图7－4－1基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验(1)请将图乙中的实物连线按电路图补充完整．(2)考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值．(3)闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑片，总不能将电压表的示数调为零．原因可能是图中的________(填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”)处接触不良．(4)实验测得表格中的7组数据．请在图7－4－2中的坐标纸上作出该元件的I－U图线．基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验序号电压/V电流/A10020.400.0230.800.0541.200.1251.600.2062.000.3172.400.44基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验图7－4－2(5)为了求元件Q在I－U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由R＝UI求得．乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由R＝1k求得．其中________(填“甲”或“乙”)同学的方法正确．基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验解析(1)由电路图可知，电流表为外接法，滑动变阻器为分压式接法．(2)由电流表外接的特点可知，该元件的测量值小于其真实值．(3)当图中的f处接触不良时，控制电路由分压式变为限流式，故无法将电压表的示数调为零．(4)根据表中的数据，先描点，再利用平滑的曲线连接起来．(5)I－U图线上切线(即斜率)可反映电阻的大小，但不能用来计算电阻的大小，而R＝UI则可以用来计算电阻的大小．基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验答案(1)如图所示基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验(2)小于(3)f(4)如图所示(5)甲基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验实物连线的原则1．先串后并，接线到柱，注意量程和正负．2．对限流电路，只需用笔画线代替导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)．3．对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间．基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验【变式跟踪1】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝PR＝2×0.75V＝1.22V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验A．电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)B．电流表A1(量程150mA，内阻约2Ω)C．电流表A2(量程500mA，内阻约0.6Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω)E．滑动变阻器R2(0～100Ω)F．电源E(电动势4.0V，内阻不计)G．开关S和导线若干H．待测灯泡L(额定功率0.75W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验请你根据实验数据在图7－4－3中作出灯泡的U－I图线．(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.23V，其原因是_______________________________________________________________________________．图7－4－3基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验解析(1)根据P＝I2R，估算灯泡的电流大约是600mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的U－I图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；(2)如图所示基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验(3)由P＝UI＝0.75W，再结合图象可知U额＝2.5V；大于1.23V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．答案(1)电路原理图如图所示A2R1(2)见解析图(3)2.5(2.4～2.6)灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验电路设计及电表的灵活选取【典例2】已知一个标有“2.4V，0.06A”字样的电学元件的R－U特性如图7－4－4所示．某同学想利用下列可供选择的实验器材，设计一个电路验证该元件的电阻R随电压U变化的图象．可供选择的器材有：电流表A1(量程100mA，内阻约2Ω)；电流表A2(量程0.3A，内阻约0.3Ω)；电压表V1(量程1V，内阻500Ω)；电压表V2(量程15V，内阻1kΩ)；定值电阻R1(电阻为1kΩ)；图7－4－4基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验(1)利用实验电路测量时，该同学为了提高准确度，测量了多组数据．他在实验中应选用电流表________，电压表________，定值电阻________(填所选器材的符号)．(2)在方框内画出该同学的实验电路图．(3)在实验过程中，元件正常工作时电压表的示数应为________V.定值电阻R2(电阻为10kΩ)；滑动变阻器R0(0～10Ω，2A)；电池E(电动势为3V，内阻很小)；导线若干和开关S一个．基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验解析分析R－U特性可知，该元件的最大电流为I＝UR＝2.440A＝0.06A＝60mA，故应选电流表A1；电压最大值为2.4V，V1量程太小，而V2量程太大，将V1与定值电阻R1串联，当V1(内阻500Ω)为1V时，R1两端电压为2V，二者串联可等效为一个量程为3V的电压表，满足量程需求．电压要求从0开始调节，故滑动变阻器连接采用分压法．RmaxRARV，因此电流表采用外接法．元件正常工作时，两端电压为2.4V，URV1＝RV1RV1＋R1U＝U3＝0.8V.答案(1)A1V1R1(2)如解析图所示(3)0.8基本实验要求实验热点聚焦拓展创新实验预测高考命题视角以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特点．视角1实验原理及实验方法的迁移(如典例2)视角2图象法处理数据及实物连线视角3实验仪器的选择及控制电路的选择