电气实验伏安特性曲线实验图（伏安特性曲线实验）

实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)

1.某同学查阅资料发现自动铅笔笔芯的电阻随温度升高而变小，在实验室中，他取一段长为16 cm的自动铅笔笔芯，用多用电表测量其电阻大约为4 Ω，该同学要较精确测量铅笔芯的电阻，现有下述器材可供先择：

A．电源3 V，内阻不计

B．直流电流表0～3 A（内阻0.1 Ω）

C．直流电流表0～600 mA（内阻0.5 Ω）

D．直流电压表0～3 V（内阻3 kΩ）

E．直流电压表0～15 V（内阻200 kΩ）

F．滑动变阻器（10 Ω，1 A）

G．滑动变阻器（1 kΩ，300 mA）

（1）除开关、导线外，实验中要求能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的器材有：　　（填写字母代号）；

（2）用线条代替导线，连接实验电路；

（3）该同学在下表中记录了实验数据，请你根据实验数据在图2方格纸上画出了该铅笔芯的伏安特性曲线：作U﹣I图上纵轴为U，横轴为I．

2.（1）图中螺旋测微器读数为mm.

（2）有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性曲线.有下列器材供选用：

A．电压表(0~5 V，内阻约为10 k

) B．电压表(0~10 V，内阻约为20 k

)

C．电流表(0~0.3 A，内阻约为l

) D．电流表(0~0.6 A，内阻约为0.4

)

E．滑动变阻器(10

，2 A) F．学生电源(直流6 V)，还有电键、导线若干

①实验中所用电压表应选用_________(填A或B)，电流表应选用_________(填C或D).

②实验时要求灯泡电压从零开始并尽量减小实验误差，请在方框内画出实验电路原理图.

四、计算题(共0小题,每小题18.0分,共0分)

五、填空题(共2小题,每小题5.0分,共10分)

3.小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：

A．电源E（4 V，内阻约0.4 Ω）

B．电压表V（2 V，内阻为2 kΩ）

C．电流表A（0.6 A，内阻约0.3 Ω）

D．滑动变阻器R（0～10 Ω）

E．三个定值电阻（R1=1 kΩ，R2=2 kΩ，R3=5 kΩ）

F．开关及导线若干

（1）小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装．在给定的定值电阻中选用　　（选填“R1”、“R2”或“R3”）与电压表　　（选填“串联”或“并联”），完成改装．

（2）小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图所示（图中电压表已经过改装）．闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是：①　　；②　　．

（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零．由此可以推断电路中发生的故障可能是导线　　（选填图中表示导线的序号）出现了　　（选填“短路”或“断路”）．

4.在“小灯泡伏安特性曲线”的实验中，某同学根据测得的数据，画出了如图所示的I-U图象. 从图象中可以看出：当小灯泡两端的电压为U1时，通过灯丝的电流为I1，则此时灯丝的电阻为；小灯泡两端的电压从U1增大到U2的过程中，随着电压的增大，灯丝的电阻（选填“增大”、“减小”或“不变”），那么灯丝应为（选填“线性元件”或“非线性元件”）.

答案解析

1.【答案】（1）ACDF（2）如图所示

（3）如图所示

【解析】（1）电源电动势为3 V，故电压表选D，最大电流I=

A=0.75 A，若选取3 A

量程，则指针偏转不及刻度的

，误差较大，故电流表选C，滑动变阻器分压接法，选取小电阻即可，故选择器材为：ACDF．

（2）电压表上从零开始读取，所以选择滑动变阻器分压接法，被测电阻为小电阻，电流表用外接，实物图如图：

（3）由描点法可作出笔芯的伏安特性曲线

2.【答案】（1）2.150（2）①A D ②电路如图所示.

【解析】（1）螺旋测微器可精确到0.01 mm，须保留到0.001 mm.主尺（固定刻度）读出2 mm，可动刻度读出15.0，所以螺旋测微器读数为（2 15.0×0.01）mm=2.150 mm.

（2）①小灯泡的额定电压为4 V，额定电流为0.5 A，正常工作时电阻为8

，所以电压表选A，电流表选B.

②小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，电流表应采用内接发；实验时要求灯泡电压从零开始，滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路如图所示.

3.【答案】（1）R2串联（2）电流表内接 滑片P置于b处（3）8 断路

【解析】（1）灯泡额定电压为3.8 V，可以把电压表改装为4 V量程，电压表量程为2 V，

内阻为2 kΩ，要把电压表改装成4 V的电压表，可以串联2 kΩ的电阻，应选电阻R2．

（2）灯泡正常发光时的电阻为：R=

Ω=9.5 Ω，电压表内阻为4 kΩ，电流表内阻约为0.3 Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，由图示电路图可知，电流表采用内接法，这是错误的；由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，滑片应置于左端，由电路图可知，滑片P置于b处，这是错误的．

（3）移动滑片，电压表与电流表示数不能为零，说明滑动变阻器是限流接法，由图示电路图可知，可能是导线8发生断路造成的．

4.【答案】

增大 线性元件

【解析】当小灯泡两端的电压为

时，通过灯丝的电流为

，则此时灯丝的电阻为

；由于坐标原点与图象上某点连线的斜率倒数等于电阻，由图象可知，坐标原点与图象上1点连线的斜率大于坐标原点与点2连线的斜率，因此小灯泡两端的电压从

增大到

的过程中，随着电压的增大，灯丝的电阻增大，灯丝应为线性元件.

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