I/A U/V U灯/V 0.05 0.08 0.10 0.15 0.15 0.25 0.20 0.40 0.25 0.60 0.30 0.90 0.35 1.30 0.40 1.85 0.45 2.50 0.48 3.00 (4)该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及给定的定值电阻R0三者一起串联接在本实验中提供的电源两端，则每个灯泡的实际功率是________W.

6．(2011·济南市高三模拟)某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线．他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表： U/V I/A 0.00 0.00 0.20 0.10 0.50 0.20 1.00 0.30 1.50 0.36 2.00 0.38 2.50 0.40 现备有下列器材： A．低压直流电源：电压6 V，内阻不计

B．电流表：量程为0～0.6 A～3 A，0.6 A内阻约为10 Ω，3 A内阻约为2 Ω C．电压表：量程为0～3 V～15 V，3 V内阻约为7.2 kΩ，15 V内阻约为36 kΩ D．滑动变阻器：阻值为0～10 Ω，额定电流为3 A E．电键K，导线若干

(1)按提供的器材，在实物图17(a)上连接正确的实验电路，要求测量误差尽可能小．

图17

(2)利用这些数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线如图17(b)所示，分析曲线说明通过电器元件Z的电流随电压变化的特点．

(3)若把电器元件Z接入如图17(c)所示的电路中时，通过Z的电流为0.10 A，已知A、B两端电压恒为1.5 V，则此时灯泡L的功率为________W.

实验学案36 描绘小灯泡的伏安特性曲线

【基础自主落实】 实验原理

1．电流表 电压表 一条平滑 2．外接法 分压式 实验器材 滑动变阻器 实验步骤

1．断开 零 实验结论

曲线 减小 增大 【热点题型精析】

例1 (1)R1 A2 (2)见解析图 (3)BD

解析 (1)为方便电路调节，滑动变阻器应选择R1；小灯泡正常工作时I额＝0.3 A＝300 mA>100 mA，故电流表应选A2.

(2)因为要求小灯泡

U

上的电压从0开始增大，滑动变阻器应选用分压式接法；而小灯泡正常工作时R灯＝＝

I3.8

Ω≈13 ΩRV＝5 kΩ，故电流表应选择外接法，其实验电路如图所示． 0.3

U2

(3)在I－U图象中，图线斜率逐渐减小，小灯泡的R逐渐增大；由P＝知在P－U2图

R1

象中，图线的斜率应逐渐减小，故B正确；由P＝I2R在P－I2图象中图线的斜率R应逐渐

R增大，故D正确．

[规范思维] (1)电路选择要根据具体的情况来进行确定．(2)实验原理是确定电路的首要条件．(3)各个用电器的作用要明确，选择电路要根据需要来进行选择．

例2 (1)A (2)①见解析图 ②半导体材料 ③0.64(0.60～0.68)

解析 (1)由测量的数据及题目要求可知，滑动变阻器应采取分压式接法．因为元件Z的电阻较小，所以电流表应外接，因此实验电路应选A图．

(2)①描点画出元件Z的I－U图线如下图曲线所示．②由I－U图线可知，Z是半导体材料．③当电流强度为0.80 A时，元件Z两端的电压为0.80 V，定值电阻R上的电压为0.70 V，此时元件Z上消耗的电功率为0.64 W.

[规范思维] (1)在描绘伏安特性曲线时应连成平滑的曲线，而不能是折线．如果这些点大致在一条直线上，则应描成一条直线，让不在直线上的点均匀分布在直线两侧．(2)从I－U图线判断元件的电阻变化，进而判断材料性质．

[针对训练]

①×1 7.5 ②如解析图所示

③a b ④ab

2.52

解析 ①小电珠(2.5 V，0.6 W)对应电阻为R＝ Ω＝10.4 Ω，所以选“×1”挡．

0.6②电流表的电阻也就几欧，与电压表几千欧相比，小电珠的电阻算小电阻，所以电流表必须外接，伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大，所以滑动变阻器必须采用分压接法．

③从a端开始，电压为零，向b端移动，对小电珠所加电压逐渐变大．

④ab之间电流增加了0.122 A，其他各段电流增加了0.03 A左右．所以需要在ab之间将电流分为0.030 A、0.060 A、0.090 A，分别测出相应的电压值．

【课时效果检测】 1．C [小灯泡中的电流逐渐增大时灯丝的温度升高，其电阻率增大，导致电阻R增大．只有C选项对．]

2．见解析

解析 滑动变阻器应采用分压式接法，如图所示

3．(1)甲 (2)U－I曲线见解析 变大 (3)0.21

解析 (1)从表中数据可看出，小灯泡两端电压可以从零开始调节，这说明滑动变阻器应选用分压式接法，故应选用甲图．

(2)在方格纸上根据U－I数据描点、连线，其U－I图象如下图所示．随U和I的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率越来越大，故其电阻变大．

(3)因流过电阻R的电流是流过灯泡L2电流的两倍，则流过灯泡L1的电流是流过灯泡

L2电流的3倍，而灯泡L1、L2两端的电压之和为3 V，在(2)描出的U－I图象中，找出一个电流I对应的电压U1，再找出3I对应的电压U2，直到U1＋U2＝3 V为止．

最后得出结果，流过灯泡L1的电流约为0.21 A. 4．(1)A2 V1 R1 (2)电路图如下图所示

(3)伏安特性曲线都是非线性的． 小电珠的伏安特性曲线表明随电流和电压的增大电阻值增大，而该元件的伏安特性曲线表明随电流和电压的增大电阻值减小

解析 (1)从图中所给的伏安特性曲线看出，最大电流不超过0.14 A，大于电流表A1的量程，小于电流表A2的量程，所以电流表选择A2.图中的最大电压不超过V1的量程，且V1E

的测量更精确，R1的最大阻值与所给的伏安特性曲线反映的元件的电阻值相当，且I1＝＝R16

A＝0.4 A<1 A，而R2的阻值太大，所以选择R1.(2)待测元件的电阻满足RA

以选择电流表外接法，伏安特性曲线中要求电压从零开始变化，所以选择滑动变阻器分压式接法．(3)伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所测出的伏安特性曲线是斜率逐渐增大的曲线，表明电阻是随电压和电流的增大而减小的，所以是非线性的．而小电珠是金属，其伏安特性曲线也是非线性的，这是两者的相同点，但小电珠的电阻是随电压和电流的增大而增大的，这是两者的不同点．

5．(1)见解析 (2)D (3)见解析图 (4)0.18

解析 (1)要使小灯泡两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，为测量更准确，应采用电流表内接法，实验电路图如下图所示．

E3

(2)由于采用分压式接法，若选E，则滑动变阻器的电流I＝＝ A＝0.6 A>0.5 A，故滑

R5动变阻器应选用D.

(3)由第(1)问中所画电路图分析可得：U灯＝U－IRA，则可根据表中数据求出U灯，并画出U灯－I图线如下图所示. I/A U/V U灯/V 0.05 0.08 0.03 0.10 0.15 0.05 0.15 0.25 0.10 0.20 0.40 0.20 0.25 0.60 0.35 0.30 0.90 0.60 0.35 1.30 0.95 0.40 1.85 1.45 0.45 2.50 2.05 0.48 3.00 2.52

(4)在同一坐标系中作出2U灯＋IR0＝E的图线，根据此图线与灯泡的U灯－I图线的交点可得此时灯泡的电压U灯＝0.6 V，电流I＝0.3 A．所以，灯泡的实际功率为P＝U灯I＝0.6 V×0.3 A＝0.18 W.

6．(1)如下图所示

(2)电流随电压的增大非线性增大 (3)0.13