物理實(shí)驗(yàn)九 描繪小電珠的伏安特性曲線

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1、實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.掌握滑動(dòng)變阻器的使用方法及連接方式。2.掌握伏安特性曲線的描繪方法。3.理解小電珠的伏安特性曲線為什么是曲線。【實(shí)驗(yàn)原理】1.用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流,用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓,測(cè)出多組(U,I)值,在I-U坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn),用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來(lái)。2.電流表外接:因?yàn)樾‰娭榈碾娮栎^小,如果電流表內(nèi)接,誤差明顯較大;滑動(dòng)變阻器采用分壓式,使電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化?！緦?shí)驗(yàn)器材】小電珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一個(gè)、電壓表(03 V15 V)與電流表(00.6 A3 A)各一個(gè)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值20

2、 )一個(gè)、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆?！緦?shí)驗(yàn)過(guò)程】1.電路連接:確定電流表、電壓表的量程,采用電流表外接法,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,按圖中的原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路。2.開(kāi)關(guān)閉合:把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端,接線經(jīng)檢查無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān)S。3.數(shù)據(jù)測(cè)量:移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置,測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S?！緮?shù)據(jù)處理】1.在坐標(biāo)紙上以U為橫軸,以I為縱軸,建立坐標(biāo)系。2.在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中,以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜)。3.將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái),就

3、得到小電珠的伏安特性曲線?！菊`差分析】1.系統(tǒng)誤差:由于采用的是電流表外接法,電流表的測(cè)量值大于小電珠電流的真實(shí)值。2.偶然誤差:(1)電壓表、電流表讀數(shù)時(shí)存在誤差。(2)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖時(shí)存在誤差?！咀⒁馐马?xiàng)】1.電路的調(diào)節(jié):閉合開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端,使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)小電珠的電壓從零開(kāi)始變化,同時(shí)也是為了防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓過(guò)大而燒壞小電珠。2.圖象的畫法:(1)建立坐標(biāo)系時(shí),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。(2)I-U圖線在U=1.0 V左右時(shí)將發(fā)生明顯彎曲,故在U=1.0 V左右繪點(diǎn)要密,以防出現(xiàn)較大誤差。(3)誤差

4、較大的點(diǎn)要舍去,I-U圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線。3.實(shí)驗(yàn)操作:當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加,到額定值記錄I后馬上斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理的理解和器材的選取【典例1】小華和小明在“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中:導(dǎo)學(xué)號(hào)04450184電電壓壓U/VU/V0.00.00 00.20.20 00.40.40 00.70.70 01.01.00 01.31.30 01.71.70 02.12.10 02.52.50 0電電流流I/AI/A0.00.00 00.10.14 40.20.24 40.20.26 60.30.37 70.40.40 00.40.43 30.4

5、0.45 50.40.46 6(1)實(shí)驗(yàn)室有兩種滑動(dòng)變阻器供選擇:A.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010 、額定電流3 A)B.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍02 000 、額定電流1 A)實(shí)驗(yàn)中選擇的滑動(dòng)變阻器是。(填寫字母序號(hào)) (2)在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。(3)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至(選填“左”或“右”)端。 (4)利用表中數(shù)據(jù),在圖乙中畫出小燈泡的U-I圖象。(5)他們?cè)赨-I圖象上找到小燈泡工作電壓為2.0 V時(shí)坐標(biāo)點(diǎn),計(jì)算此狀態(tài)的電阻值時(shí),小明提出用圖象上該點(diǎn)曲線斜率表示小燈泡的阻值;小華提出該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示小燈泡的阻值。你認(rèn)為(選填“小華”或“小明”

6、)的方法正確。 【規(guī)范解答】(1)由于燈泡的電阻大約在幾歐左右,為了便于測(cè)量,滑動(dòng)變阻器選擇010 的。(2)由于燈泡的電壓和電流從零開(kāi)始測(cè)起,則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法;電流表采用外接法。實(shí)物連線圖如圖所示。(3)為了保護(hù)測(cè)量電路,開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至最左端。(4)小燈泡的U-I圖象如圖所示。(5)根據(jù)歐姆定律知R= 電阻的大小為該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率,故小華的方法正確。答案:(1)A(2)見(jiàn)規(guī)范解答圖(3)左(4)見(jiàn)規(guī)范解答圖(5)小華UI，【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件,該電學(xué)元件上標(biāo)有“最大電流不超過(guò)6 mA,最大電壓不超過(guò)7 V”,同學(xué)們

7、想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線,他們?cè)O(shè)計(jì)的一部分電路如圖所示,圖中定值電阻R=1 k,用于限流;電流表量程為10 mA,內(nèi)阻約為5 ;電壓表(未畫出)量程為10 V,內(nèi)阻約為10 k;電源電動(dòng)勢(shì)E為12 V,內(nèi)阻不計(jì)。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇:A.阻值0200 ,額定電流0.3 AB.阻值020 ,額定電流0.5 A應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是(選填“A”或“B”)。 正確接線后,測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示:1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010U/VU/V0.00.00 03.03.00 06.06.00 06.16.16 66.26.28 86.36.32 26.

8、36.36 66.36.38 86.36.39 96.46.40 0I/mAI/mA0.00.00 00.00.00 00.00.00 00.00.06 60.50.50 01.01.00 02.02.00 03.03.00 04.04.00 05.55.50 0(2)由以上數(shù)據(jù)分析可知,電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與(選填“O”或“P”)之間。 (3)將電路圖在虛線框中補(bǔ)充完整:(4)從表中數(shù)據(jù)可知,該電學(xué)元件的電阻的特點(diǎn)是: _?！窘馕觥?1)滑動(dòng)變阻器A允許的最大電壓為0.3200 V=60 V12 V,滑動(dòng)變阻器B兩端所能加的最大電壓為0.520 V=10 V12 V,為保證安全,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選A

9、。(2)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,電學(xué)元件電阻最小測(cè)量值約為R= 1 163.6 ,電流表內(nèi)阻約為5 ,電壓表內(nèi)阻約為10 k,相對(duì)來(lái)說(shuō),元件電阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻,電流表應(yīng)采用內(nèi)接法,因此電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與P之間。6.400.005 5(3)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,電壓與電流從零開(kāi)始變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,由(2)可知,電流表采用內(nèi)接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示:(4)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)元件兩端的電壓小于6 V時(shí),電路電流很小,幾乎為零,由歐姆定律可知,元件電阻非常大,不導(dǎo)電;當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí),隨著電壓的升高電流迅速增大,電壓與電流的比值減小,電阻變小。答案:(1)A(2)P(3)見(jiàn)解析

10、圖(4)當(dāng)元件兩端的電壓小于6 V時(shí),元件電阻非常大,不導(dǎo)電;當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí),隨著電壓的升高而電阻變小2.某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究LED燈的伏安特性曲線,可用的器材如下:電源(內(nèi)阻不計(jì))、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、不同規(guī)格的LED燈兩組、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。(1)該同學(xué)將燈L1連接成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片位置應(yīng)置于最(選填“左”或“右”)端。各元件檢查正常,閉合開(kāi)關(guān)后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),而電流表始終無(wú)示數(shù),且燈L1不亮,則一定斷路的導(dǎo)線是。 (2)更換導(dǎo)線后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,得到燈L1的I-U圖象如圖乙中的圖線,則可知燈L1的電阻隨電壓增大而

11、(選填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)換燈L2重做實(shí)驗(yàn),得到其I-U圖象如圖乙中的圖線。將滑動(dòng)變阻器的滑片移到合適位置固定,同時(shí)撤去導(dǎo)線2,接燈L2時(shí)電流表的讀數(shù)為0.16 A,接燈L1時(shí)電流表的讀數(shù)為0.14 A,燈被短路時(shí),電流表的讀數(shù)應(yīng)為 A。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】(1)該同學(xué)將燈L1連接成如題圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,由圖可知該電路為分壓式電路,所以開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最左端,使開(kāi)始時(shí)LED燈兩端的電壓最小。各元件檢查正常,閉合開(kāi)關(guān)后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),說(shuō)明電壓表的支路沒(méi)有問(wèn)題;而電流表始終無(wú)示數(shù),且燈L1不亮,則只有LED燈的支路存在問(wèn)題

12、,所以一定斷路的導(dǎo)線是6。(2)在題圖乙I-U圖象中,各個(gè)點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示電阻的倒數(shù),由圖可知,隨電壓增大,各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率增大,所以可知燈L1的電阻值減小。(3)由題圖乙可以讀出,接燈L2時(shí)電流表的讀數(shù)為0.16 A,此時(shí)的電壓為U2=0.8 V;接燈L1時(shí)電流表的讀數(shù)為0.14 A,此時(shí)的電壓為U1=1.1 V;設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E,滑動(dòng)變阻器阻值為R,由閉合電路歐姆定律得E=U1+I1R,E=U2+I2R,聯(lián)立解得E=3.2 V,R=15 。所以當(dāng)燈被短路時(shí),電流表的讀數(shù)I= =0.213 A0.21 A。E3.2 AR15答案:(1)左6(2)變小(3)0.21【反

13、思?xì)w納】選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器要遵循安全性原則(不使電學(xué)元件受損)和準(zhǔn)確性原則(盡量減小誤差)。比如選擇電表時(shí),首先保證流過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過(guò)使用量程,然后再合理選擇量程使指針有較大偏轉(zhuǎn)(要達(dá)到滿偏的1/3),以盡量減小測(cè)量的相對(duì)誤差。而一些實(shí)驗(yàn)壓軸題的難點(diǎn)往往就放在對(duì)安全性原則和準(zhǔn)確性原則的理解上。熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)電路的選取和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【典例2】(2017全國(guó)卷)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表 (量程3 V,內(nèi)阻3 k);電流表(量程0.5 A,內(nèi)阻0.5 );固定電阻R0(阻值1 000 );滑動(dòng)變阻器

14、R(阻值09.0 );電源E(電動(dòng)勢(shì)5 V,內(nèi)阻不計(jì));開(kāi)關(guān)S;導(dǎo)線若干。 導(dǎo)學(xué)號(hào)04450185(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖甲所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(選填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率(選填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4 V,內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖乙所示的電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開(kāi)關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為W,最大功率為W。(結(jié)果均保留2位小數(shù)) 【規(guī)范解答】(1

15、)由于電壓表量程是0 3 VUL=3.8 V,故用定值電阻R0與電壓表串聯(lián),擴(kuò)大其量程。電源內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器總阻值較小,小燈泡上的電壓應(yīng)從零開(kāi)始調(diào)節(jié),故實(shí)驗(yàn)電路采用外接法分壓式電路,如圖所示。(2)小燈泡伏安特性曲線上的某一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率的物理意義是 隨著電流的增加,小燈泡的電阻增大,由電阻定律知燈絲的電阻率增大。L1R，(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值R1=9 時(shí),小燈泡上電壓隨電流變化的關(guān)系為:U1= E0-I1(r+R1),即:U1 = 4-10I1;在圖甲小燈泡伏安特性曲線上作出關(guān)系式表示的直線(如圖)。直線與曲線交點(diǎn)坐標(biāo)為(1.75 V,225 mA),故小燈泡的最小功率為P1 = I

16、1U1 =0.2251.75 W= 0.39 W; 當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值R2=0時(shí),燈泡消耗的功率最大,有U2=E0-I2r,即:U2=4-I2,直線與曲線交點(diǎn)坐標(biāo)為(3.67 V,320 mA),如圖所示。小燈泡的最大功率為P2=I2U2=0.323.67 W = 1.17 W。答案:(1)見(jiàn)規(guī)范解答(2)增大增大(3)0.391.17【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3 V0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到 3 V,并便于操作。已選用的器材有:電池組(電動(dòng)勢(shì)為4.5 V,內(nèi)阻約1 );電流表(量程為0250 mA,內(nèi)阻約5 );電壓表(量程為03 V,內(nèi)阻約3 k

17、);開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的(填字母代號(hào))。 A.滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 ,額定電流1 A)B.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 750 ,額定電流0.3 A)(2)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖(填字母代號(hào))。 (3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5 V、內(nèi)阻為5 的電源兩端,小燈泡消耗的功率是 W。 【解析】(1)因?qū)嶒?yàn)要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到3 V,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法,應(yīng)選最大電阻較小的變阻器A。(2)因小燈泡電阻為R= 所以 故電流表應(yīng)用外接法,而滑動(dòng)變阻器用分壓式,故電路圖應(yīng)選B。2U915P0.6VA

18、RRRR，(3)電源與小燈泡直接串聯(lián),那么路端電壓等于小燈泡兩端的電壓,畫出內(nèi)阻為5 ,電動(dòng)勢(shì)為1.5 V的電源的路端電壓與干路電流的關(guān)系圖線,它與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)表示小燈泡與該電源直接串聯(lián)(因?yàn)殡娫磧啥说碾妷杭巴ㄟ^(guò)電源的電流與小燈泡兩端的電壓及通過(guò)小燈泡的電流相等),如圖所示,根據(jù)交點(diǎn)坐標(biāo)(1.0 V,0.1 A)可以計(jì)算出小燈泡消耗的功率為P=UI=10.1 W=0.1 W。答案:(1)A(2)B(3)0.12.太空探測(cè)器在探索宇宙過(guò)程中,由太陽(yáng)能電池板給它提供能源。光明中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室有一塊太陽(yáng)能電池板,當(dāng)有光照射它時(shí)(作為電源),其路端電壓與總電流的關(guān)系圖象如圖甲中的曲線所示;

19、若沒(méi)有光照射它時(shí),相當(dāng)于一個(gè)只有電阻的電學(xué)器件,無(wú)電動(dòng)勢(shì)。物理實(shí)驗(yàn)探究小組用“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)方法,探究該太陽(yáng)能電池板在沒(méi)有光照射時(shí)的伏安特性曲線,利用電壓表(內(nèi)阻約3 k)、電流表(內(nèi)阻約100 )測(cè)得的多組數(shù)據(jù)作出的圖象如圖甲中曲線所示。(1)分析曲線可知,該電池板作為電阻器件時(shí)的阻值隨通過(guò)電流的增大而(選填“增大”或“減小”),若所設(shè)計(jì)的電路如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將圖乙中電壓表另一端a接在(選填“b”或“c”)點(diǎn)。 (2)圖乙電路中a端接好后還少接了一根導(dǎo)線,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出。(3)分析曲線可知,該電池板作為電源時(shí)的電動(dòng)勢(shì)約為 V,若把它與阻值為1 k的定值電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合

20、電路,在有光照射的情況下,該太陽(yáng)能電池板的效率約為%(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 【解析】(1)由圖線可知,無(wú)光照時(shí)太陽(yáng)能電池板作為電阻器件時(shí)的阻值隨通過(guò)電流的增大而減小,且其阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻,所以采用電流表內(nèi)接法,即a端接b點(diǎn)。(2)描繪伏安特性曲線要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié),即滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法,故應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器右端與電源正極用導(dǎo)線相連,如圖(a)所示。(3)太陽(yáng)能電池板的電動(dòng)勢(shì)由圖線與縱軸的交點(diǎn)直接讀出,即2.80 V;在圖甲中作1 k電阻的伏安特性曲線,如圖(b)所示,圖線與圖線的交點(diǎn)即電路的工作點(diǎn),其坐標(biāo)為(1.80,1.80),電池板的效率= 100%=答案:(1)減小b

21、(2)見(jiàn)解析圖(a)(3)2.8064PP出總IUU1.80100%100%100% 64%IEE2.80。【反思?xì)w納】1.電路的選取重點(diǎn)表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是電流表的內(nèi)接還是外接;二是滑動(dòng)變阻器是限流使用還是分壓使用。2.判斷電流表的內(nèi)接還是外接有兩種方法:一是比值法;二是試觸法。3.滑動(dòng)變阻器是限流使用還是分壓使用首先要看實(shí)驗(yàn)要求,有沒(méi)有明顯的語(yǔ)言暗示,若存在以下語(yǔ)言暗示,滑動(dòng)變阻器要并聯(lián)分壓使用:要求電壓或電流從零開(kāi)始變化;要求多測(cè)量幾組數(shù)據(jù);要求電壓或電流變化范圍足夠大;雖沒(méi)有文字暗示,但在表格中給出了一系列的數(shù)據(jù),應(yīng)依據(jù)數(shù)據(jù)中電壓(或電流)的變化范圍特點(diǎn)來(lái)判斷,如果電壓變化范圍大,則滑

22、動(dòng)變阻器應(yīng)并聯(lián)分壓使用。熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新【典例3】二極管是電子線路中常用的電子元件。它的電路符號(hào)如圖1甲所示,正常使用時(shí),“+”極一端接高電勢(shì),“-”極一端接低電勢(shì)。要描繪某二極管在08 V間的伏安特性曲線,另提供有下列的實(shí)驗(yàn)器材:電源E(電動(dòng)勢(shì)為8 V,內(nèi)阻不計(jì)):多用電表電壓擋有五個(gè)量程,分別為2.5 V、10 V、50 V、250 V、500 V,可視為理想電壓表;開(kāi)關(guān)一個(gè);滑動(dòng)變阻器一個(gè); 表一塊;導(dǎo)線若干。導(dǎo)學(xué)號(hào)04450186(1)在圖1的方框內(nèi)畫出測(cè)定二極管伏安特性曲線的電路原理圖,多用電表在電路圖中用 表示,并注明多用電表電壓擋所選量程。(2)利用多用電表電壓擋測(cè)量正常使用

23、中的二極管兩端的電壓時(shí),電流從(選填“紅”或“黑”)表筆流入電表。 (3)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了圖2所示的伏安特性曲線圖。接著,他又用該二極管、電源E和另一只固定電阻R等組成圖3所示的電路,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后,用多用電表的電壓擋測(cè)得R兩端的電壓為0.8 V,由此可以判斷固定電阻R的阻值大約為 。 【創(chuàng)新方向分析】(1)源于教材本例所用實(shí)驗(yàn)電路及研究方法與教材實(shí)驗(yàn)相似。(2)高于教材本例描繪的實(shí)驗(yàn)元件不是小電珠,而是二極管;本例不是描繪伏安特性曲線而是反向伏安特性曲線?！疽?guī)范解答】(1)由題意可知電流正向通過(guò)二極管時(shí),二極管的電阻較小,故 表應(yīng)外接,由于要描繪二極管在08 V間的伏安特性曲線,故滑動(dòng)變阻

24、器應(yīng)采用分壓式接法,電源電動(dòng)勢(shì)為8 V,故多用電表的電壓擋選10 V量程。電路圖如圖所示。(2)利用多用電表電壓擋測(cè)量正常使用中的二極管兩端的電壓時(shí),電流從紅表筆流入多用電表。(3)由閉合電路歐姆定律可知二極管兩端的電壓為7.2 V,據(jù)伏安特性曲線圖可知二極管兩端的電壓為7.2 V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流是10 mA,故電阻R的阻值大約為80 。答案:(1)見(jiàn)規(guī)范解答圖(2)紅(3)80【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.(2018日照模擬)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”字樣,并提供有以下器材:A.電壓表V(05 V,內(nèi)阻約5 k)B.電流表A1(050 mA,內(nèi)阻約2 )C

25、.電流表A2(0500 mA,內(nèi)阻約1 )D.滑動(dòng)變阻器R1(010 )E.滑動(dòng)變阻器R2(02 k)F.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5 V,內(nèi)阻不計(jì))G.開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度和調(diào)節(jié)方便:實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表,滑動(dòng)變阻器。(填寫器材代號(hào)) 請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)由正確實(shí)驗(yàn)操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示。在另一實(shí)驗(yàn)中將此小燈泡接入如圖乙所示的電路中,電路中電源電壓U(U3.8 V)恒定,在t=t0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S。由電流傳感器記錄的電流隨時(shí)間變化的圖象(i-t)可能是圖中的(選填“A”“B”或“C”)圖。 【解析】(1)小燈泡的額定電流是0.3 A,所

26、以電流表應(yīng)該選擇C;本實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇總阻值較小的,選D?；瑒?dòng)變阻器用分壓接法,小燈泡電阻很小,電流表應(yīng)該用外接法。(2)閉合開(kāi)關(guān)之后才有電流,小燈泡燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大,所以電流會(huì)變小,選項(xiàng)C正確。答案:(1)CD如圖所示(2)C2.(2018濟(jì)南模擬)發(fā)光二極管在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用,如圖所示是一種發(fā)光二極管的實(shí)物圖,正常使用時(shí),帶“+”號(hào)的一端接高電勢(shì),帶“-”號(hào)的一端接低電勢(shì),某同學(xué)想描繪它的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)測(cè)得它兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I,所得數(shù)據(jù)如表所示。U/VU/V0 00.40.40 00.80.80 01.21.20 0

27、1.61.60 02.02.00 02.42.40 02.82.80 0I/mI/mA A0 00.90.9 2.32.3 4.34.3 6.86.812.12.0 019.19.0 030.30.0 0(1)實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:A.電壓表(量程03 V,內(nèi)阻約10 k)B.電壓表(量程015 V,內(nèi)阻約25 k)C.電流表(量程050 mA,內(nèi)阻約50 )D.電流表(量程00.6 mA,內(nèi)阻約1 )E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010 ,允許最大電流 3 A)F.電源(電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻不計(jì))G.開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表選用的是,電流表選用的是。(填選項(xiàng)字母) (2)請(qǐng)?jiān)趫D甲中以筆畫

28、線代替導(dǎo)線,按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖中的連線補(bǔ)充完整。(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,開(kāi)關(guān)S閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最(選填“左”或“右”)端。 (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖乙所示的坐標(biāo)紙中畫出該發(fā)光二極管的I-U圖線。(5)由I-U圖線可知:二極管的電阻值隨工作電壓的增大而(選填“不變”“增大”或“減小”)。 (6)若此發(fā)光二極管的最佳工作電流為10 mA,現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻不計(jì)的電池組相連,還需串聯(lián)一個(gè)阻值R= 的電阻,才能使它工作在最佳狀態(tài)。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 【解析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得它兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I的數(shù)據(jù)范圍可知:電壓變化的最大值為2.8 V,所以電壓表選A;

29、電流變化的最大值為30 mA,所以電流表選C。(2)電壓、電流要從0測(cè)起,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)該用分壓式;二極管的電阻更接近電流表的內(nèi)阻。電流表應(yīng)該用外接法。實(shí)物圖的連接如圖所示。(3)根據(jù)題意可知當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合前,應(yīng)使被測(cè)電路兩端電壓最小,即滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最左端。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上描出各點(diǎn),用平滑的曲線連接起來(lái)。如圖所示。(5)圖線各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù),故隨電壓的增大,電阻減小。(6)根據(jù)I-U圖線,可知當(dāng)二極管的工作電壓為1.9 V時(shí),工作電流約為10 mA,串聯(lián)電阻上分得的電壓應(yīng)為1.1 V,故應(yīng)串聯(lián)的電阻為R=110 。答案:(1)AC(2)見(jiàn)解析圖(3)左(4)見(jiàn)解析圖(5)減小(6)110