恒定电流学生实验五个Word文档格式.docx
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四．拆除电路，仪器复原
【注意事项】
1．本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．
2．因本实验要作I－U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法．
3．电键闭合前变阻器滑片移到图中所示的A端．
4．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中．调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压．
5．在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；
要用平滑曲线将各数据点连接起来．
【典型例题】
例1某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下组U和I的数据：
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发光情况
不亮
微亮
逐渐变亮
正常发光
（1）画出I-U图线。
（2）从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是：
________。
（3）这表明导体的电阻随温度升高而_________。
答案
（1）略
（2）电阻开始不变，后来逐渐增大。
（3）增大。
例2“220V100W”的白炽灯泡A和“220V60W”的白炽灯泡B的伏安特性曲线如图所示．若将两灯泡并联接在110V的电源上时，两灯泡实际消耗的功率为多大？
答案PA＝33WPB＝20W
I（A）
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U（V）
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
例3．（04上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
（1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：
电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干.
（2）在右图中画出小灯泡的U—I曲线.（3）如果实验中已知电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：
将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？
（简要写出求解过程；
若需作图，可直接画在第
（2）小题的方格图中）
答案：
（1）见下图
（2）见右图
（3）作出U=E+Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为0.28瓦
例4（06上海卷）表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据：
（1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图（填“甲”或“乙”）；
（2）在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为A．
【答案】
（1）甲
（2）如图所示变小（3）0.050A
【分析】
（1）甲电路中变阻器采用分压接法，可以获得从零开始变化的电压，符合图中数据的要求。
（2）将表中数据逐一描点后用平滑曲线连接各点。
（3）根据题意有E=Ua+Ub，Ia=3Ib，从所做曲线可以查出，Ia=0.150A，Ib=0.050A，Ua=1V，Ub=2V。
【高考考点】灯泡伏安特性曲线的描述欧姆定律电阻的串、并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用
例5．（04江苏）某同学对黑箱（见图1）中一个电学元件的伏安特性进行研究．通过正确测量，他发现该元件两端的电压Uab（Uab=Ua-Ub）与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律
①当-15V<
Uab<
0V时，I近为零．②当Uab≥0时，Uab和I的实验数据见下表：
（1）在图2中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线．（可用铅笔作图）
（2）根据上述实验事实．该元件具有的特性是______________________
（3）若将此黑箱接入图3电路中，并在该电路的cd两端输入如图4（甲）所示的方波电压信号ucd,请在图4（乙）中定性画出负载电阻RL上的电压信号uef的波形．
（1）
（2）单向导电性（3）
实验一练习：
一、选择题
1．如图1所示是两个不同电阻的I－U图像，则图线1、2表示的电阻及两电阻串联或并联后的I－U图像所在的区域分别是（）
A．1表示电阻大的图线，并联后在区域ⅢB．1表示电阻小的图线，串联后在区域Ⅱ
C．2表示电阻小的图线，并联后在区域ⅠD．2表示电阻大的图线，串联后在区域Ⅲ
2．如图2所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；
并联的总电阻设为R．下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是（）
A．特性曲线在Ⅰ区，P1<
P2B．特性曲线在Ⅲ区，P1<
P2
C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2D．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P2
3．（93全国）一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V．在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示．图3中的图线肯定不符合实际的是（）
图3
4．小灯泡的伏安曲线不是直线，这是因为：
A．小灯泡是非纯电阻用电器B．任何导体的电阻率均随温度的升高而增大
C．金属导体的电阻率一般随温度的升高而增大D．以上说法均不正确
5．在图4中，不论如何移动滑动滑片，电压表的读数几乎不变，下列情况中，可能发生的是：
A．只有小灯泡的灯丝断B．只有A端断开了
C．灯丝断了且变阻器的A端也断了D．电流表没接好
6．在实际情况中，能较正确反映通过灯泡的电流强度I与灯泡两端电压U之间变化关系的图线是图6所示中的哪一个？
二、填空题
7．现有下列器材：
A、两节干电池，内阻不计；
B、滑动变阻器0～10Ω；
C、滑动变阻器0～500Ω；
D、小灯泡（2.5V，0.5W）；
E、开关；
F、导线若干
请你设计一个电路，使小灯泡两端的电压能在0～2.5V范围内较方便地连续变化。
（1）滑动变阻器应选；
（2）画出对应的电路图。
8．用如图8中所给的实验器材测量一个“12V，5W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A、0．6A两挡，内阻可忽略；
电压表有15V、3V两挡，内阻很大．测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0调到12V．按要求在实物图上连线（其中部分线路已经连好）．
9．如图9所示，滑动变阻器R1的最大值是200Ω，电阻R2=200Ω，AB两端电压U=10V。
试求电键S断开和闭合时，移动滑键P、R2两端的电压变化范围。
10.（06北京卷）某同学用图所示电路，测绘标有“3.8V,0.3V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.
①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:
电流表：
A:
（量程100mA,内阻约2）;
A:
（量程0.6A,内阻约0.3）;
电压表：
V1（量程5V,内阻约5）;
V2（量程15V,内阻约15）;
电源：
E1（电动势为1.5V，内阻为0.2）;
E2（电动势为4V,内阻约为0.04）.
滑动变阻器：
R1（10Ω，0.5A）R2（500Ω，0.5A）
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表___________，电压表______________滑动变阻器________________，电源___________________.（填器材的符号）
②根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图3所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为___________；
当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W.
③根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的__________．
11．有一个小灯泡上标有“6V，1W”字样，现在要测量这个灯泡的I-U图线。
下列器材可供选用。
A.电压表（0—5V，5kΩ）B.电压表（0—10V，10kΩ）
C.电流表（0—0.3A，5Ω）D.电流表（0—0.6A，2Ω）
E.滑动变阻器（30Ω，2A）F.学生电源（直流9V）还有导线、电键等。
（1）实验中所用电压表应选用，电流表应选用。
（2）在方框中画出实验电路图。
12．“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验电路图见图12所示。
（1）请你按该电路图将图13所示中各器材连成实验电路。
（2）合上开关前，应把滑动变阻器滑至＿＿＿处（由实物图13所示，填“最左端”、“最右端”或“中间）。
（3）导致实验结果伏安特性曲线不是一条直线的关键因素是
。
图
实验二:
测定金属的电阻率
【实验目的】1．练习使用螺旋测微器；
2．学会用伏安法测电阻；
3．测定金属的电阻率。
1.根据电阻定律有，金属的电阻率
因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率ρ
①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I
只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I，就可以测出金属丝的电阻．即用伏安法测出金属丝的电阻R
②金属丝的长度l可以用米尺测量．
③金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=πd2/4．由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量．这就是本实验的实验原理．
若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为
2．在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大．则当电流表具有0～0.6A和0～3A两种量程时，应当选用哪个量程?
如果被测金属线电阻约5Ω，电压表具有0～3V和0～15V两种量程，应当选用哪个量程?
分析：
电流表选0～0.6A
电压表选0～3V
3．在图3中，电流表选用0～0.6A量程，电压表选用0～3V量程，则各指针所指示的分
别为:
I是0.35A，Ⅱ是0.50A；
Ⅲ是1.20V，Ⅳ是2.00V．
（由于被测金属丝的电阻较小，一般为5Ω～10Ω，电压表3V档的内阻约为3kΩ，电流表0.6A档的内阻约为0.1Ω，所以测量电路应采用电流表外接法．为了调节金属丝两端的电压，应选用滑动变阻器，根据本实验的实际情况，可采用滑动变阻器的限流接法．）
4.图4提供测电阻所用的实验器材，请将它们用线连接成所需的实验电路；
并将变阻器的滑动片移到阻值最大的位置（用“↓”表示）．
5．实验中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm，则它的测量结果可以准确到1mm，读数时应当读到0.1mm位．下图中，（A）的测量结果是0.1546m,（B）的测量结果是0.4500m.
6.螺旋测微器的构造、原理、读数方法
（1）CAI课件模拟螺旋测微器的构造:
螺旋测微器是由：
测砧A、固定刻度B、尺架C、可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D`、测微螺杆F构成的．
（2）CAI课件模拟螺旋测微器的原理
螺旋测微器的螺距是0.5mm，可动刻度一周为50格；
旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退0．5mm．因此，旋钮D每转过l格，测微螺杆F前进或后退0．01mm．可见螺旋测微器的精确度为0．01mm．
（3）CAI课件模拟螺旋测微器的操作与读数．
使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性．当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动螺旋止动．
读数时，被测物体长度大于o．5mm的部分在固定刻度上读出，不足o．5mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数可用下面公式表示：
螺旋测微器的读数＝固定刻度上的读数+可动刻度上的格数×
精确度o.01mm
（4）CAI课件模拟螺旋测微器测量几种金属丝的直径，学生练习读数．A．4.365mmB．4.090mmC．0.690mmD．0.987mm
7.注意事项
⑴实验中先对测量仪器、仪表进行检查；
观察电表的指针是否指在零刻度，如果有偏差，应当用小螺丝刀轻轻转动表头下方正中央的小螺丝，直到指针指在零刻度为止，或请老师帮忙调整；
当螺旋测微器的测帖A和螺杆F并拢时，可动刻度E的零点应该恰好跟固定刻度B零点重合，如果不重合，就存在“零误差”，在测量时如何处理它可以向老师请教.
⑵使用螺旋测微器中，当F快要接近被测物体时，要停止使用大旋钮D，改用微调旋钮D`,这样就不至于在F和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器又能保证测量结果的准确.
⑶在连接电路之前，应当适当安排仪器的位置，做到既要方便连线，又要使经常操作的仪器（如滑动变阻器）方便操作，经常观察的仪表（如电表）便于读数．图1的排列就考虑到这个要求可供参考．
⑷连线之前应先断开开关，闭合开关之前要使滑动变阻器的滑动片位于阻值最大的位置．拆除电路时，应首先拆去电源连线，然后再拆其他连线，并整理好仪器．
⑸L、d测多次，求平均值
⑹通电电流不宜过大，时间不宜过长
实验步骤
操作规范
一．测量金属导线的直径
1．观察螺旋测微器两小砧合拢时，可动刻度上的零刻度线和固定刻度上的零刻度线是否重合，观察螺旋测微器的最小分度值
2．将金属导线放在螺旋测微器的小砧和测微螺杆之间，正确操作螺旋测微器，测出金属导线的直径
3．在金属导线的不同位置、不同方向上，再测两次，求出平均值
1．螺旋测微器的最小分度是0.01mm，应估读到0.001mm
2．⑴螺旋测微器的正确握法是：
用左手食指侧面和大拇指握住框架塑料防热片的左侧，用右手大拇指和食指旋动旋钮
⑵调节旋钮时，应先用粗调旋钮，使小砧与金属导线接近，然后改用微调旋钮推进活动小砧，当听到棘轮打滑空转并发出“咯咯”声时，才可读数
⑶读数时，先读出固定刻度上的毫米整数部分（注意半毫米刻度线是否露出），再读出可动刻度的值（如半毫米刻度线已露出，应加上0.500mm），作后读出估读值
二．用伏安法测金属导线的电阻
2．将金属导线拉直，固定在木条上
3．按图连接电路
4．闭合电键，调节滑动变阻器，读取三组I、U值
5．计算三组I、U值对应的电阻值，取其平均值
1.若表针不在零位，用螺旋刀旋动机械调零螺钉，使其对正
2．⑴连接电路前，先布列仪器，使其位置合适，然后先电阻、后电表依次连接电路，电源最后接
⑵电键接入电路时，应处于断开位置
⑶闭合电键前，变阻器阻值应最大
⑷导线的连接处必须在接线柱上（无“丁”字形接线）
3．⑴电流表、电压表量程合适
⑵每次实验通电时间不宜过长，电流不宜过大，并应及时切断电源
⑶I、U值读数准确，有估读。
三．测量金属导线的长度
1．用毫米刻度尺测量固定在木条上连入电路中的金属导线的长度
2．以毫米刻度尺的不同起点再测两次
3．算出金属导线长度平均值
测量时，刻度尺的刻度应贴近金属导线；
视线要跟尺垂直；
有估读（即读出0.1mm）
电源必须先拆
例1在“测定金属电阻率”的实验中，若被测电阻丝的长度为80.00cm，电阻约为3Ω～4Ω，在下列器材中应选用的是（写代号）．
A．电压表（0～15V）；
B．电压表（0～3V）；
C．电流表（0～0.6A）；
D．电流表（0～3A）；
E．滑动变阻器（0～50Ω，2A）；
F滑动变阻器（0～500Ω，1A）；
G．电源（E＝3V，r＝0.2Ω）；
H电源（E＝10V，r＝lΩ）；
I．开关；
J．导线（若干）．
答案.BCEGIJ
例2测定金属电阻率的实验中，
（1）如图2（a）为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为m；
（2）如图2（b）为用伏安法测金属丝电阻的电路图，其中M为，N为；
若两表示数分别如图2（C）、（d）所示，则被测金属丝的电阻R测＝；
（3）用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是．（填“偏小”、“偏大”或“准确”）
答案:
（1）5.9×
10－2m
（2）电流表电压表5Ω
（3）偏小
例3在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图3所示，可知该金属丝的直径d=______×
10－3m。
答案:
.0.900
例4（06四川卷）在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长度和直径。
现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为mm。
在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。
如何较准确地测量金属丝的直径？
请简述测量方法：
在铅笔上紧密排绕金属丝N匝，用米尺量出该N匝金属丝的宽度D,由此可以计算得出金属丝的平均直径为D/N
实验二：
测定金属的电阻率练习
1．有一个阻值约为5kΩ的电阻，现用伏安法较准确的测定它的电阻值，可供选用的电流表量程为50mA，内阻为20Ω，电压表量程为5V，内阻为10kΩ，为减少误差，实验时应选用哪种电路为好?
（）
2．在测定金属丝的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图所示，由图读出金属丝的直径是_________．
3．如图是伏安法测电阻的电路，其中电压表示数为100V，电流表示数为0.4A，由此得出的电阻值为_________Ω。
若电压表的内阻为1250Ω，则被测电阻的真实值应为________Ω。
4．用零点准确的螺旋测微器测量某物长度，被测物的长度如图4
（1）可读为___________，图4
（2）可读为_____________．
5．图5为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材
规格如下：
（1）待测电阻Rx（约100Ω）；
（2）直流毫安表（量程0～10毫安，内阻50Ω）
（3）直流电压表（量程0～3V，内阻5kΩ）；
（4）直流电源（输出电压4V，内阻可不计）；
（5）滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A）；
（6）电键一个，导线若干条．
根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线．
6．如图6，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱．现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片向c移动时，电路中电流减小．则接入电路的接线柱可能是[]
A．a和bB．a和cC．b和cD．b和d
7．如图7千分尺的读数应是___________mm．
图6图7图8
8．如右图8所示为螺旋测微器测量小球的直径时的示数，这个小球的直径应是_________mm.
9．在“测定金属电阻率”的实验中，用千分尺测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻，千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图9所示，则可读出该金属丝的直径是_________mm，金属丝的电阻值_________Ω（本空要求两位有效数字）。
除此以外，还需要测量的物理量是_________．
10．某学生准备用伏安法测定一个未知电阻的阻值，实验中他的实物接线如图10所示．
（1）指出该学生实物接线中的错误；
（2）根据纠正错误以后的实物接线图，画出与之对应的原理电路图．
11．用伏安法测一个未知电阻Rx的阻值．已知Rx约为200Ω．所用仪器规格如下：
电压表（15V，15kΩ）；
电流表（0.6A，0.1Ω）；
变阻器R1：
（0～500Ω）；
变阻器R2：
（0～20Ω）；
合适的电源以及电键、导线等．
（1）画出实验电路图．
（2）要求调节滑动变阻器使电路中电流强度变化较明显，应选用哪一个变阻器?
答：
____________________________________________．
（3）按上述电路测得的Rx值比真实值________________．
12．用伏安法测一段金属丝的电阻，所用的仪器如图12所示，其中电压表的内阻约2KΩ，电流表的内阻约1Ω，滑动变阻器标有10Ω、1A，蓄电池的电动势6.0V，内电阻0.2Ω。
测得的数据如表所示：
在坐标图上按所给的标度做出I-U图象，并计算出电阻的大小是______．在图中将所给的器
件用铅笔线代表导线连成实验电路。
13．某同学在做测定小灯泡功率的实验
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