2019版物理大一轮浙江选考总复习讲义：第十四章　实验与探究+第3讲+Word版含答案.docVIP

第3讲　电学实验(一) 实验9：测绘小灯泡的伏安特性曲线 一、实验原理 用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，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起来. 二、实验电路图及器材 如图1所示， 图1 小灯泡(3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A)一个、电压表(0～3V～15V)与电流表(0～0.6A～3A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔. 三、实验步骤 1.确定电表量程，按照实验电路图连接电路. 2.将滑动变阻器滑片滑到阻值为0处，闭合开关，使电压从0开始变化. 3.移动滑片，测出多组不同的电压与电流值. 4.在坐标纸上以I为纵轴，以U为横轴，建立坐标系.在坐标纸上描出各组数据所对应的点，将各点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线. 5.拆除电路，整理器材. 四、实验器材选取 1.原则：(1)安全；(2)精确；(3)操作方便. 2.具体要求 (1)电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许超过0.6A. (2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流. (3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值. (4)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上. (5)从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻阻值相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器. 五、电流表内接法与外接法的比较 电流表内接法 电流表外接法 电路图 误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RARx测量值大于真实值 R测＝＝Rx 测量值小于真实值 适用条件 RA?Rx RV?Rx 六、电流表内接法与外接法的选择 1.阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法. 2.临界值计算法 Rx时，用电流表外接法； Rx时，用电流表内接法. 七、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比 限流式接法 分压式接法 两种接法的电路图 负载R上电压的调节范围(电源内阻不计) ≤U≤E 0≤U≤E 负载R上电流的调节范围(电源内阻不计) ≤I≤ 0≤I≤ 八、滑动变阻器两种接法的适用条件 1.限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小). 2.分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大). 九、常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可. 1.0～3 V的电压表和0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位. 2.对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V. 3.对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A. 十、注意事项 1.实验前检查电表是否指零，不指零时，要先调零. 2.电流表外接，滑动变阻器采用分压式接法. 3.在小灯泡电压接近额定值时，要缓慢增加. 4.作I－U图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内，不要画成折线. 例1　(2016·浙江10月学考·18)做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，要求采用分压电路，电流表外接.小王的连接如图2甲所示，闭合开关S前请老师检查，老师指出图中标示的①、②两根连线有一处错误，错误连线是________(选填“①”或“②”)；图中标示的③、④和⑤三根连线有一处错误，错误连线是________(选填“③”“④”或“⑤”).小王正确连线后，闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片C移到________处(选填“A”或“B”).闭合开关S，此时电压表读数为________V.缓慢移动滑片C至某一位置时，电流表指针如图乙所示，电流表的示数为________A. 图2 答案　①　④　A　0　0.32 解析　因本实验要求采用分压电路、电流表外接，所以①、④两根导线有问题. 实验开始时为了保证实验仪器的正常使用，需要将C拨到最左端，即A处，开关闭合后，电压表读数为0V. 图乙中电流表的读数为0.32A(不需要估读). 例2　(2016·浙江4月选考·18)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡额定电压为2.5V、电流为0.3A.