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實(shí)驗(yàn)九　描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)
必備知識(shí)·自主排查
關(guān)鍵能力·分層突破
必備知識(shí)·自主排查
一、基本原理與操作
原理與電路圖 操作要領(lǐng)
原理：測(cè)多組小電珠的U，I值，并繪出I U圖象，由圖線(xiàn)分析判斷電流與電壓和溫度的關(guān)系． (1)連接電路：按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接好電路
(2)測(cè)量與記錄：
測(cè)出小電珠在不同電壓下的電流，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中．
二、數(shù)據(jù)處理
1．在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系．
2．在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)．
3．將描出的點(diǎn)用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)，得到小電珠的伏安特性曲線(xiàn)．

●注意事項(xiàng)
1．電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小電珠燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法．
2．滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接
本實(shí)驗(yàn)要作出U I圖象，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法．
3．閉合開(kāi)關(guān)前
把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使小燈泡分得電壓為零的一端．
●誤差分析
1．電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差．
2．電流表、電壓表的讀數(shù)帶來(lái)誤差．
3．在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差．
關(guān)鍵能力·分層突破
考點(diǎn)一　教材原型實(shí)驗(yàn)

例1. [2021·全國(guó)甲卷，23]
某同學(xué)用圖(a)所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有：小燈泡(額定電壓2.5 V，額定電流0.3 A)、電壓表(量程300 mV，內(nèi)阻300 Ω)、電流表(量程300 mA，內(nèi)阻0.27 Ω)、定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R1(阻值0～20 Ω)、電阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)、電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì))、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線(xiàn)若干．完成下列填空：
(1)有3個(gè)阻值分別為10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0～300 mA的U I曲線(xiàn)，R0應(yīng)選取阻值為_(kāi)_______ Ω的定值電阻；
(2)閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的________(填“a”或“b”)端；
10　
a　
(3)在流過(guò)電流表的電流較小時(shí)，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I，結(jié)果如圖(b)所示．當(dāng)流過(guò)電流表的電流為10 mA時(shí)，小燈泡的電阻為_(kāi)_______ Ω(保留1位有效數(shù)字)；
0.7
(4)為使得電壓表滿(mǎn)量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3 V，該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知，應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為_(kāi)_______ Ω.然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示：
(5)由圖(b)和上表可知，隨流過(guò)小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻________(填“增大”“減小”或“不變”)；
(6)該同學(xué)觀測(cè)到小燈泡剛開(kāi)始發(fā)光時(shí)流過(guò)電流表的電流為160 mA，可得此時(shí)小燈泡電功率P1＝____________ W(保留2位有效數(shù)字)；當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300 mA時(shí)，小燈泡的電功率為P2，則＝______________ (保留至整數(shù))．
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
2 700
增大　
7.4×10－2
10
解析：(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片處于b端時(shí)，小燈泡所在測(cè)量電路分得的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)6 V，電流表滿(mǎn)偏時(shí)，測(cè)量電路的阻值為R＝＝＝20 Ω，而小燈泡本身具有一定的電阻，所以作為保護(hù)電阻，R0一定小于20 Ω，故R0選擇阻值為10 Ω的定值電阻；(2)開(kāi)關(guān)閉合前，應(yīng)使測(cè)量電路分得的電壓最小，故滑片應(yīng)處于a端；(3)由圖(b)可知，流過(guò)電流表的電流為10 mA時(shí)，小燈泡兩端電壓約為7 mV，由歐姆定律可知小燈泡的電阻為RL＝＝0.7 Ω；(4)電壓表滿(mǎn)量程時(shí)小燈泡兩端的電壓為3 V，而電壓表兩端電壓為300 mV＝0.3 V，所以R2兩端電壓為2.7 V，由串聯(lián)分壓規(guī)律有＝，解得R2＝2 700 Ω；(5)由圖(b)和表中數(shù)據(jù)可知，隨著小燈泡電流的增大，的值不斷增大，故燈絲電阻不斷增大；(6)小燈泡剛開(kāi)始發(fā)光時(shí)流過(guò)電流表的電流為160 mA，此時(shí)小燈泡的電功率P1＝160 mA×46 mV×10＝7.4×10－2 W；當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300 mA時(shí)，小燈泡的電功率為P2＝300 mA×250 mV×10＝0.75 W，則≈10.
跟進(jìn)訓(xùn)練
1.[2022·河北衡水中學(xué)調(diào)研]為描繪標(biāo)有“3 V　1.8 W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，所使用的器材有：導(dǎo)線(xiàn)，開(kāi)關(guān)，電動(dòng)勢(shì)為4 V的電池組和待測(cè)小燈泡，此外還有如下實(shí)驗(yàn)器材供選擇：
A．電流表(量程為0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω)；
B．電流表(量程為3 A，內(nèi)阻約為0.20 Ω)；
C．電壓表(量程為3 V，內(nèi)阻約為2 kΩ)；
D．電壓表(量程為15 V，內(nèi)阻約為4.5 kΩ)；
E．滑動(dòng)變阻器(0～100 Ω)；
F．滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω)．
(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列四種實(shí)驗(yàn)方案最理想的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))．
C
(2)在上述實(shí)驗(yàn)方案中，電流表應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________(均填器材前面的字母代號(hào))．某同學(xué)利用所選用的實(shí)驗(yàn)器材描繪出了小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，如圖甲所示，當(dāng)流過(guò)小燈泡的電流為0.5 A時(shí)，圖象的切線(xiàn)如圖中虛線(xiàn)所示，此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_______ Ω.
(3)現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡連接到如圖乙所示的電路中，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝2 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，定值電阻R＝4 Ω，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)_______ W(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．
A　
F　
　4.4
0.17
解析：(1)由I － U曲線(xiàn)可知，電壓從零開(kāi)始，所以滑動(dòng)變阻器用分壓式接法，當(dāng)Rx>時(shí)，電流表采用內(nèi)接法，當(dāng)Rx<時(shí)，電流表采用外接法，而Rx＝＝5 Ω< Ω，電流表采用外接法，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．
(2)燈泡額定電流I額＝＝0.6 A，故電流表選A；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，故滑動(dòng)變阻器選F；根據(jù)歐姆定律，由題圖甲可得Rx＝＝ Ω＝4.4 Ω.
(3)
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U＝E－I(R＋r)，代入數(shù)據(jù)得I＝(A)，將所得函數(shù)圖線(xiàn)作在題圖甲中，如圖所示，兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)，由功率公式可得P＝UI，代入數(shù)值可得P≈0.17 W.
考點(diǎn)二　拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

例2. [2022·山西太原模擬]太陽(yáng)能電池帆板可以給衛(wèi)星、宇宙飛船等提供能量．如圖甲，太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為零的電學(xué)器件．
探究一：某實(shí)驗(yàn)小組用測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，用圖乙所示的電路探究太陽(yáng)能電池被不透光黑紙包住時(shí)的I -U特性曲線(xiàn)．
(1)圖乙中虛線(xiàn)處________(選填“需要”或“不需要”)連接導(dǎo)線(xiàn)；滑動(dòng)變阻器如圖丙所示，開(kāi)關(guān)閉合前，滑片應(yīng)移至________(選填“A”或“B”)端；
需要　
A　
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在圖上作出被黑紙包住的太陽(yáng)能電池的I U特性曲線(xiàn)如圖丁，將其與一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3 V(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電源和阻值為5 kΩ 的定值電阻串聯(lián)在一起，它消耗的電功率約為_(kāi)_______ W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；
4.2×10－4
探究二：在穩(wěn)定的光照環(huán)境中，取下太陽(yáng)能電池外黑紙，并按圖戊電路測(cè)量金屬絲的電阻率．
(3)該小組用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬絲的直徑時(shí)讀數(shù)如圖己所示，可知其直徑為_(kāi)_______ mm；
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，金屬絲直徑為D、長(zhǎng)度為l，則金屬絲的電阻率為_(kāi)_______________(用上述測(cè)量量表示)；
(5)考慮電壓表與電流表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，金屬絲電阻率的測(cè)量值________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值．
0.80
小于
解析：(1)由題意可知，電壓與電流應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，虛線(xiàn)處應(yīng)連線(xiàn)；滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，閉合開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)置于A處．
(2)電源與定值電阻整體可以看做等效電源，作出電源的I － U圖線(xiàn)，由圖線(xiàn)可知，電池板兩端的電壓：U＝2 V，電流：I＝210 μA＝2.1×10－4 A，消耗的電功率：P＝UI＝2×2.1×10－4 W＝4.2×10－4 W.
(3)固定部分讀數(shù)為0，分尺部分為40，故最終讀數(shù)為：0＋40×0.02 mm＝0. 80 mm.
(4)由歐姆定律可知：R＝，根據(jù)電阻定律R＝ρ＝ρ，電阻率ρ＝.
(5)由圖戊所示電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，電流測(cè)量值大于真實(shí)值，由歐姆定律可知，電阻測(cè)量值小于真實(shí)值，電阻率測(cè)量值小于真實(shí)值．
跟進(jìn)訓(xùn)練
2.[2021·山東卷，14]熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件，某學(xué)習(xí)小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律．可供選擇的器材有：
待測(cè)熱敏電阻RT(實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，阻值約幾百歐到幾千歐)；
電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5 V，內(nèi)阻r約0.5 Ω)；
電阻箱R(阻值范圍0～9 999.99 Ω)；
滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20 Ω)；
滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；
微安表(量程100 μA，內(nèi)阻等于2 500 Ω)；
開(kāi)關(guān)兩個(gè)，溫控裝置一套，導(dǎo)線(xiàn)若干．
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量電路，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按圖示連接電路；
②閉合S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，使微安表指針滿(mǎn)偏；
③保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱，使微安表指針半偏；
④記錄此時(shí)的溫度和電阻箱的阻值．
回答下列問(wèn)題：
(1)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量熱敏電阻的阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”)．
(2)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖乙中實(shí)物圖(不含溫控裝置)連接成完整電路．
(3)某溫度下微安表半偏時(shí)，電阻箱的讀數(shù)為6 000.00 Ω，該溫度下熱敏電阻的測(cè)量值為_(kāi)_______ Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)，該測(cè)量值________(填“大于”或“小于”)真實(shí)值．
R1
3 500
大于
(4)多次實(shí)驗(yàn)后，學(xué)習(xí)小組繪制了如圖丙所示的圖象．由圖象可知，該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸________(填“增大”或“減小”)．
減小
解析：(1)用半偏法測(cè)量熱敏電阻的阻值，應(yīng)盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后保持不變，由于該支路與滑動(dòng)變阻器左半部分并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的阻值越小，S2閉合前、后該部分電阻變化越小，從而電壓的值變化越小，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大值較小的R1才能更準(zhǔn)確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．(3)微安表半偏時(shí)，該支路的總電阻為原來(lái)的2倍，即RT＋RμA＝6 000 Ω，由RμA＝2 500 Ω易得RT＝3 500 Ω.當(dāng)斷開(kāi)S2，微安表半偏時(shí)，由于該支路的電阻增加，電壓略有升高，根據(jù)歐姆定律可知，總電阻比原來(lái)2倍略大，也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻，而認(rèn)為電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻，因此熱敏電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大．(4)由于是ln RT－圖象，當(dāng)溫度T升高時(shí)，減小，從圖中可以看出減小，從而RT減小，因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸減?。畬?shí)驗(yàn)九　描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)
必備知識(shí)·自主排查
一、基本原理與操作
原理與電路圖 操作要領(lǐng)
原理：測(cè)多組小電珠的U，I值，并繪出I U圖象，由圖線(xiàn)分析判斷電流與電壓和溫度的關(guān)系． (1)連接電路：按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接好電路 (2)測(cè)量與記錄： 測(cè)出小電珠在不同電壓下的電流，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中．
二、數(shù)據(jù)處理
1．在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系．
2．在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)．
3．將描出的點(diǎn)用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)，得到小電珠的伏安特性曲線(xiàn)．
●注意事項(xiàng)
1．電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小電珠燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法．
2．滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接
本實(shí)驗(yàn)要作出U I圖象，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法．
3．閉合開(kāi)關(guān)前
把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使小燈泡分得電壓為零的一端．
●誤差分析
1．電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差．
2．電流表、電壓表的讀數(shù)帶來(lái)誤差．
3．在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差．
關(guān)鍵能力·分層突破
考點(diǎn)一　教材原型實(shí)驗(yàn)
例1. [2021·全國(guó)甲卷，23]
某同學(xué)用圖(a)所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有：小燈泡(額定電壓2.5 V，額定電流0.3 A)、電壓表(量程300 mV，內(nèi)阻300 Ω)、電流表(量程300 mA，內(nèi)阻0.27 Ω)、定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R1(阻值0～20 Ω)、電阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)、電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì))、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線(xiàn)若干．完成下列填空：
(1)有3個(gè)阻值分別為10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0～300 mA的U I曲線(xiàn)，R0應(yīng)選取阻值為_(kāi)_______ Ω的定值電阻；
(2)閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的________(填“a”或“b”)端；
(3)在流過(guò)電流表的電流較小時(shí)，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I，結(jié)果如圖(b)所示．當(dāng)流過(guò)電流表的電流為10 mA時(shí)，小燈泡的電阻為_(kāi)_______ Ω(保留1位有效數(shù)字)；
(4)為使得電壓表滿(mǎn)量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3 V，該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知，應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為_(kāi)_______ Ω.然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示：
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
(5)由圖(b)和上表可知，隨流過(guò)小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻________(填“增大”“減小”或“不變”)；
(6)該同學(xué)觀測(cè)到小燈泡剛開(kāi)始發(fā)光時(shí)流過(guò)電流表的電流為160 mA，可得此時(shí)小燈泡電功率P1＝____________ W(保留2位有效數(shù)字)；當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300 mA時(shí)，小燈泡的電功率為P2，則＝______________ (保留至整數(shù))．
跟進(jìn)訓(xùn)練
1.[2022·河北衡水中學(xué)調(diào)研]為描繪標(biāo)有“3 V　1.8 W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，所使用的器材有：導(dǎo)線(xiàn)，開(kāi)關(guān)，電動(dòng)勢(shì)為4 V的電池組和待測(cè)小燈泡，此外還有如下實(shí)驗(yàn)器材供選擇：
A．電流表(量程為0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω)；
B．電流表(量程為3 A，內(nèi)阻約為0.20 Ω)；
C．電壓表(量程為3 V，內(nèi)阻約為2 kΩ)；
D．電壓表(量程為15 V，內(nèi)阻約為4.5 kΩ)；
E．滑動(dòng)變阻器(0～100 Ω)；
F．滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω)．
(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列四種實(shí)驗(yàn)方案最理想的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))．
(2)在上述實(shí)驗(yàn)方案中，電流表應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________(均填器材前面的字母代號(hào))．某同學(xué)利用所選用的實(shí)驗(yàn)器材描繪出了小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，如圖甲所示，當(dāng)流過(guò)小燈泡的電流為0.5 A時(shí)，圖象的切線(xiàn)如圖中虛線(xiàn)所示，此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_______ Ω.
(3)現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡連接到如圖乙所示的電路中，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝2 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，定值電阻R＝4 Ω，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)_______ W(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．
考點(diǎn)二　拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
例2. [2022·山西太原模擬]太陽(yáng)能電池帆板可以給衛(wèi)星、宇宙飛船等提供能量．如圖甲，太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為零的電學(xué)器件．
探究一：某實(shí)驗(yàn)小組用測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，用圖乙所示的電路探究太陽(yáng)能電池被不透光黑紙包住時(shí)的I U特性曲線(xiàn)．
(1)圖乙中虛線(xiàn)處________(選填“需要”或“不需要”)連接導(dǎo)線(xiàn)；滑動(dòng)變阻器如圖丙所示，開(kāi)關(guān)閉合前，滑片應(yīng)移至________(選填“A”或“B”)端；
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在圖上作出被黑紙包住的太陽(yáng)能電池的I U特性曲線(xiàn)如圖丁，將其與一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3 V(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電源和阻值為5 kΩ 的定值電阻串聯(lián)在一起，它消耗的電功率約為_(kāi)_______ W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；
探究二：在穩(wěn)定的光照環(huán)境中，取下太陽(yáng)能電池外黑紙，并按圖戊電路測(cè)量金屬絲的電阻率．
(3)該小組用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬絲的直徑時(shí)讀數(shù)如圖己所示，可知其直徑為_(kāi)_______ mm；
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，金屬絲直徑為D、長(zhǎng)度為l，則金屬絲的電阻率為_(kāi)_______________(用上述測(cè)量量表示)；
(5)考慮電壓表與電流表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，金屬絲電阻率的測(cè)量值________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值．
跟進(jìn)訓(xùn)練
2.[2021·山東卷，14]熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件，某學(xué)習(xí)小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律．可供選擇的器材有：
待測(cè)熱敏電阻RT(實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，阻值約幾百歐到幾千歐)；
電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5 V，內(nèi)阻r約0.5 Ω)；
電阻箱R(阻值范圍0～9 999.99 Ω)；
滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20 Ω)；
滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；
微安表(量程100 μA，內(nèi)阻等于2 500 Ω)；
開(kāi)關(guān)兩個(gè)，溫控裝置一套，導(dǎo)線(xiàn)若干．
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量電路，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按圖示連接電路；
②閉合S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，使微安表指針滿(mǎn)偏；
③保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)電阻箱，使微安表指針半偏；
④記錄此時(shí)的溫度和電阻箱的阻值．
回答下列問(wèn)題：
(1)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量熱敏電阻的阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”)．
(2)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖乙中實(shí)物圖(不含溫控裝置)連接成完整電路．
(3)某溫度下微安表半偏時(shí)，電阻箱的讀數(shù)為6 000.00 Ω，該溫度下熱敏電阻的測(cè)量值為_(kāi)_______ Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)，該測(cè)量值________(填“大于”或“小于”)真實(shí)值．
(4)多次實(shí)驗(yàn)后，學(xué)習(xí)小組繪制了如圖丙所示的圖象．由圖象可知，該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸________(填“增大”或“減小”)．
實(shí)驗(yàn)九　描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)
例1　解析：(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片處于b端時(shí)，小燈泡所在測(cè)量電路分得的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)6 V，電流表滿(mǎn)偏時(shí)，測(cè)量電路的阻值為R＝＝＝20 Ω，而小燈泡本身具有一定的電阻，所以作為保護(hù)電阻，R0一定小于20 Ω，故R0選擇阻值為10 Ω的定值電阻；(2)開(kāi)關(guān)閉合前，應(yīng)使測(cè)量電路分得的電壓最小，故滑片應(yīng)處于a端；(3)由圖(b)可知，流過(guò)電流表的電流為10 mA時(shí)，小燈泡兩端電壓約為7 mV，由歐姆定律可知小燈泡的電阻為RL＝＝0.7 Ω；(4)電壓表滿(mǎn)量程時(shí)小燈泡兩端的電壓為3 V，而電壓表兩端電壓為300 mV＝0.3 V，所以R2兩端電壓為2.7 V，由串聯(lián)分壓規(guī)律有＝，解得R2＝2 700 Ω；(5)由圖(b)和表中數(shù)據(jù)可知，隨著小燈泡電流的增大，的值不斷增大，故燈絲電阻不斷增大；(6)小燈泡剛開(kāi)始發(fā)光時(shí)流過(guò)電流表的電流為160 mA，此時(shí)小燈泡的電功率P1＝160 mA×46 mV×10＝7.4×10－2 W；當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300 mA時(shí)，小燈泡的電功率為P2＝300 mA×250 mV×10＝0.75 W，則≈10.
答案：(1)10　(2)a　(3)0.7　(4)2 700　(5)增大　
(6)7.4×10－2　10
1．解析：(1)由I － U曲線(xiàn)可知，電壓從零開(kāi)始，所以滑動(dòng)變阻器用分壓式接法，當(dāng)Rx>時(shí)，電流表采用內(nèi)接法，當(dāng)Rx<時(shí)，電流表采用外接法，而Rx＝＝5 Ω< Ω，電流表采用外接法，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．
(2)燈泡額定電流I額＝＝0.6 A，故電流表選A；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，故滑動(dòng)變阻器選F；根據(jù)歐姆定律，由題圖甲可得Rx＝＝ Ω＝4.4 Ω.
(3)
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U＝E－I(R＋r)，代入數(shù)據(jù)得I＝(A)，將所得函數(shù)圖線(xiàn)作在題圖甲中，如圖所示，兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)即為燈泡的工作點(diǎn)，由功率公式可得P＝UI，代入數(shù)值可得P≈0.17 W.
答案：(1)C　(2)A　F　4.4　(3)0.17(0.15～0.19都對(duì))
例2　解析：(1)由題意可知，電壓與電流應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，虛線(xiàn)處應(yīng)連線(xiàn)；滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，閉合開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)置于A處．
(2)電源與定值電阻整體可以看做等效電源，作出電源的I － U圖線(xiàn)，由圖線(xiàn)可知，電池板兩端的電壓：U＝2 V，電流：I＝210 μA＝2.1×10－4 A，消耗的電功率：P＝UI＝2×2.1×10－4 W＝4.2×10－4 W.
(3)固定部分讀數(shù)為0，分尺部分為40，故最終讀數(shù)為：0＋40×0.02 mm＝0. 80 mm.
(4)由歐姆定律可知：R＝，根據(jù)電阻定律R＝ρ＝ρ，電阻率ρ＝.
(5)由圖戊所示電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，電流測(cè)量值大于真實(shí)值，由歐姆定律可知，電阻測(cè)量值小于真實(shí)值，電阻率測(cè)量值小于真實(shí)值．
答案：(1)需要　A　(2)4.2×10－4　(3)0.80　(4)　(5)小于
2．解析：(1)用半偏法測(cè)量熱敏電阻的阻值，應(yīng)盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后保持不變，由于該支路與滑動(dòng)變阻器左半部分并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的阻值越小，S2閉合前、后該部分電阻變化越小，從而電壓的值變化越小，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大值較小的R1才能更準(zhǔn)確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．(3)微安表半偏時(shí)，該支路的總電阻為原來(lái)的2倍，即RT＋RμA＝6 000 Ω，由RμA＝2 500 Ω易得RT＝3 500 Ω.當(dāng)斷開(kāi)S2，微安表半偏時(shí)，由于該支路的電阻增加，電壓略有升高，根據(jù)歐姆定律可知，總電阻比原來(lái)2倍略大，也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻，而認(rèn)為電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻，因此熱敏電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大．(4)由于是ln RT－圖象，當(dāng)溫度T升高時(shí)，減小，從圖中可以看出減小，從而RT減小，因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸減小．
答案：(1)R1　(2)如圖所示　(3)3 500　大于
(4)減小

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