江苏专版2025版高考物理一轮复习第七章实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线讲义含解析.docVIP

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描绘小灯泡的伏安特性曲线

一、试验目的

1．描绘小灯泡的伏安特性曲线。

2．分析伏安特性曲线的改变规律。

二、试验器材

小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生低压直流电源(或电池组)、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。

突破点(一)试验原理与电路设计

[例1]要描绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压须要由零渐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：

电池组(电动势4.5V，内阻约1Ω)；

电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)；

电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；

开关一个，导线若干。

(1)试验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填仪器前的字母)。

A．滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)

B．滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)

(2)试验的电路图应选用下列的图________。

(3)依据你所选择的电路图分析，在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片移到最________(填“左”或“右”)端；闭合开关，移动滑片，使电表的示数渐渐________(填“增大”或“减小”)。依次记录电流及相应的电压。

[答案](1)A(2)B(3)左增大

[由题引知·要点谨记]

1．考查滑动变阻器的选择[对应第(1)题]

在分压式接法中，为便于调整，滑动变阻器应选用阻值小，额定电流较大的。

2．考查滑动变阻器的分压式与限流式接法的推断[对应第(2)题]

(1)两种接法的适用情形

①限流式接法适合测量阻值小的电阻。

②分压式接法适合测量阻值较大的电阻。

(2)两种接法的选择

①若采纳限流式接法不能限制电流满意试验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必需选用分压式接法。

②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压改变范围不够大，此时，应改用分压电路。

③若试验中要求电压从零起先调整，则必需采纳分压式电路。

④两种电路均可运用的状况下，应优先采纳限流式接法，因为限流式接法电路简洁、耗能低。

3．考查电流表内、外接法的选择[对应第(2)题]

依据Rxeq\r(RARV)知，应当选择电流表外接法。

4．考查试验操作[对应第(3)题]

(1)为保证电表的平安，在闭合开关时，应使电表的示数为零。

(2)试验中应缓慢移动滑动变阻器的滑片，且使电表的示数由零渐渐增大。

(3)试验结束后，断开开关，应先拆除电源两端的导线，以防止电源短路。

[集训冲关]

1．(2024·无锡四校联考)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中，现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡，导线和开关外，还有下列器材：

A．直流电源(电动势约为5V，内阻可不计)

B．直流电流表(量程0～3A，内阻约为0.1Ω)

C．直流电流表(量程0～600mA，内阻约为5Ω)

D．直流电压表(量程0～15V，内阻约为15kΩ)

E．直流电压表(量程0～5V，内阻约为10kΩ)

F．滑动变阻器(最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A)

G．滑动变阻器(最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A)

(1)试验要求小灯泡两端的电压从零起先改变并能测多组数据，试验中电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用________(均填相应器材前的字母)。

(2)请按要求在框线中画出电路图，并将图中所示的器材连成试验电路。

解析：(1)灯泡的额定电流为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2.5,5)A＝0.5A，故电流表选择C；灯泡的额定电压为5V，故电压表选择E；因本试验采纳分压接法，故滑动变阻器选择小电阻F。

(2)由题意可知，本试验要求小灯泡两端的电压从零起先改变并能测多组数据，故应采纳分压接法；电流表内阻接近灯泡内阻，为了减小电流表内阻的影响，电流表采纳外接法，电路如图甲所示：

器材连成试验电路如图乙所示。

答案：(1)CEF(2)见解析图甲(3)见解析图乙

2．(2024·盐城期末)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，试验室可供选择的器材如下：

A．待测小灯泡(2.5V400mA)

B．电流表(0～0.6A内阻约0.5Ω)

C．电压表(0～3V内阻约5kΩ)

D．滑动变阻器R1(0～500Ω2A)

E．滑动变阻器R2(0～5Ω1.5A)

F．滑动变阻器R3(0～50Ω1.5A)

G．直流电源E(约3V内阻不计)

H．开关S，导线若干

请回答以下问题。

(1)待测小灯泡正常工作时消耗电功率