课时跟踪检测四十 实验9 描绘小灯泡的伏安特性曲线
【基础过关】
1．(2016届黑龙江牡丹江一中期末)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V 2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计) B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω) C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 kΩ) D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ) E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)
F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A) G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A) 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________．(均用序号字母表示)
(2)实验线路的连接，测量线路的伏安法应采用________(填“内”或“外”)接法，控制线路滑动变阻器应采用________(填“分压”或“限流”)接法．
解题思路：(1)根据灯泡的额定电流确定电流表的量程，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，从减小误差和可操作性角度确定滑动变阻器；
(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压和电流需从零测起，则滑动变阻器采用分压式接法，通过灯泡电阻的大小确定电流表的内外接．
解析：(1)灯泡的额定电流大约为I＝＝P2.5
A＝0.5 A，所以电流表选择600 mA量程U5
的，即选C.灯泡的额定电压为5 V，所以电压表量程选择5 V的误差较小，即选E.描绘小灯泡的伏安特性曲线时电压需要从很小开始，所以要选择小电阻，即选择总电阻为10 Ω的滑动变阻器，即选F；(2)由于灯泡的电流和电压需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压
U252
式接法；灯泡的电阻大约：R＝＝ Ω＝10 Ω，远小于电压表内阻，属于小电阻，采用
P2.5
电流表外接法误差较小．电路图如图所示．
答案：(1)C E F (2)外 分压
2．(2017届河南省鹤壁市高级中学高三上学期第五次周练)为了比较准确的测量阻值约为100 Ω的定值电阻Rx，实验室提供如下的实验器材：
1
A．电动势E＝6 V，内阻很小的直流电源 B．量程5 mA，内阻为RA1＝50 Ω的电流表 C．量程0.6 A，内阻为RA2＝0.2 Ω的电流表 D．量程6 V，内阻RV＝15 kΩ的电压表 E．定值电阻R1＝5 Ω F．定值电阻R2＝500 Ω
G．最大阻值15 Ω，最大允许电流2 A的滑动变阻器 H．最大阻值15 kΩ，最大允许电流0.5 A的滑动变阻器 I．开关一个，导线若干
(1)为了能比较精确地测量Rx的电阻值，电流表应选用________(填“B”或“C”)、定值电阻应选用________(填“E”或“F”)、滑动变阻器应选用________(填“G”或“H”)；
(2)请根据所选用的实验器材，设计测量电阻的电路，并在方框中画出电路图；
(3)如果电压表的示数为U(单位为V)，电流表的示数为I(单位为A)，则待测电阻的计算式为Rx＝________(表达式中所用到的电阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示)．
解析：(1)电路中最大电流I＝＝
E6
＝0.06 A＝60 mA，所以电流表选择B，由于电流
Rx100
RA1n－
50＝＝60－15
表量程较小，所以要改装电流表，扩大量程，则需要并联的电阻为R＝
1.5 Ω，所以定值电阻选择E，由于被测电阻为100 Ω，为方便调节，则滑动变阻器选择G.
(2)为了能比较精确地测量Rx的电阻值，滑动变阻器使用分压式，由于电压表的内阻不知，所以不能使用外接法，则实验电路图如图所示.
2
(3)根据欧姆定律得：Rx＝U－IRA1R1U－IRA1
＝. IRA1IRA1＋R1I－
R1
R1U－IRA1
IRA1＋R1
答案：(1)B E G (2)如图所示 (3)
【提升过关】
1．(2016届江西红色七校联考)某同学用如图甲所示的电路描绘一个标有“3 V 0.25 A”小灯泡的伏安特性曲线．他已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；开关一个，导线若干．
3
(1)实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的________(填数字)； ①滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A) ②滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)
(2)在图乙中他已经连接了一部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整； (3)闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于________(填“a”或“b”)端；
(4)为了得到伏安特性曲线，他以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数I为纵轴，将实验中得到的多组数据进行了描点，如图丙所示，请你帮他完成I-U图象；
(5)由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而________； (6)如果将此小灯泡连入如图丁所示电路，其中电源电动势为3 V，电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5 Ω，定值电阻R的阻值为10 Ω.开关S闭合后，通过小灯泡的电流是________A.
解题思路：(1)根据电路的接法可以选择滑动变阻器；(2)根据原理图，明确电路接法即可连接实物图；(3)为了保证安全，开始时测量电路两端的电压应为零；(4)由描点法即可得出对应的I-U图象；(5)由图象的斜率可以明确电阻的变化情况；(6)由已知条件得出电源及保护电阻的欧姆定律表达式，作出对应的图象，则可得出灯泡中的实际电流．
解析：(1)由题图甲可知，实验采用分压接法，滑动变阻器应选用小电阻，故选①.(2)根据原理图，将实物图连接，如答案图甲．(3)为了保证安全，闭合开关前，滑动变阻器应保证测量电路中的电压为零，即滑动变阻器左侧分压为零，故滑片应在a处．(4)用平滑曲线将各点连接，如答案图乙．(5)由答案图乙可知，图象的斜率越来越小；而在I-U图象中，图象的斜率反映电阻的倒数，故说明电阻在增大．(6)设灯泡两端电压为U，电流为I，则由3U3?U?闭合电路欧姆定律可知E＝U＋?＋I?(r＋R0)；代入数据化简可知3＝＋5I，即I＝0.6－
210?R?
4
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