电阻的伏安特性曲线
【考情分析】
关于“电阻的伏安特性曲线”这一节主要根据电阻两端电压与电流的变化绘制伏安特性曲线、电阻伏安特性曲线的理解。
【知识点睛】
电阻的伏安特性曲线
甲图中,图像是一条过原点的直线,根据图像上的任意一点结合,可以判断出导体的电阻大小,并可知这个导体的电阻阻值是一个定值。
乙图中,图像是一条曲面,根据图像上的点结合,可以判断出导体在不同电压下的电阻,通过计算可知电阻的阻值越来越大,比如白炽灯,灯丝是钨丝,是金属,金属的电阻与温度有关,温度越高,电阻越大。
例1在“用电压表和电流表测电阻”的实验中,提供的器材有:待测电阻R(阻值约为5Ω)、两节干电池、电压表(量程“0--3V”、“0--15V”)、电流表(“0--0.6A”、“0--3A”)、滑动变阻器、开关、导线若干.
(1)电压表的量程应选________________V.
(2)小兰同学按如图1所示的电路图连接好电路后,闭合开关,发现电压表的指针偏转角度很大,接近量程,而电流表的指针偏转角度很小,不到量程的1/5.小兰检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题:一是把滑动变阻器的滑片放在了____________(a或b)位置,二是________(电压表、电流表)的量程选择不当.
(3)小勇同学自己连接好电路后通过实验得到多组数据,并作出如图2所示的U-I图象,则小勇同学把电压表并联在了________(电阻R或滑动变阻器)的两端.根据U-I图象,可求得待测电阻R=_________Ω.
(3)由图象知,电流值变小,说明滑动变阻器的阻值变大,此时电压表示数变大,说明电压表与滑动变阻器并联;
由图象知,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数为1.7V,则:
U=I1R+U2=0.2A×R+1.7V…①,
当电流表的示数为0.4A时,电压表的示数为0.6V,则:
U=I2R+U2′=0.4A×R+0.6V…②,
由①、②得R=5.5Ω.
【答案】
(1)0~3
(2)a电流表
(3)滑动变阻器5.5
【总结】
确定电流及滑动变阻器两端的电压,根据电源电压不变,列出关系式,从而可以计算出待测电阻的阻值
例2小希在测额定电压为2.5V的小灯泡电阻时,设计了如图甲所示的电路图.
(1)实验时,小希按电路图连接了电路,闭合开关,在调节滑动变阻器的过程中,发现电压表示数突然变大,电流表无示数,其可能的原因是:_____________.排除故障后,小希通过实验测量了多组实验数据并画出了I-U图象,如图乙所示.
(2)小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω.
(3)选取图象中的三组数据,通过计算后发现电阻值相差较大,你对这一现象的解释是_______________.
(2)小灯泡正常发光时的电压U=2.5V,由图象可知通过的电流I=0.25A,由I=U/R 可得,此时灯泡的电阻R=U/I =2.5V /0.25A =10Ω;
(3)实验过程中,灯丝的长度、横截面积、材料都不变,电压不同,灯丝温度不同,电阻大小不同,所以灯泡灯丝的电阻跟温度有关
【答案】
(1)灯泡L断路
(2)10
(3)灯泡灯丝的电阻跟温度有关
【总结】
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据图象读出通过的电流,根据欧姆定律求出电阻
1.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图象,如图甲、乙所示.对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
D.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增
2.某同学在家用“伏安法测电阻的实验”来探究小灯泡灯丝的电阻时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象,下列结论与图象相符的是( )
A.灯泡两端电压增大时,灯丝电阻随着电流的增大而增大
B.灯丝电阻增大时,电流随着灯泡两端电压的增大而减小
C.灯泡两端电压一定时,电流随着灯丝电阻的增大而减小
D.电流一定时,灯丝电阻随着灯泡两端电压的增大而增大
3.小帆和小组的同学完成了下面的实验:
(1)如图甲所示:
(a)在探究“电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有________.
(b)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,定值电阻R1由5Ω换成10Ω,接下来滑动变阻器的滑片应向________(选填“左”或“右”)调节;若电源电压为6V,R1的可选最大电阻为20Ω,为保证电阻R1两端电压为2V,那么滑动变阻器R2阻值应不小于________Ω.
(2)他做完实验后,把定值电阻换成小灯泡,又完成了“测量额定电压是2.5V小灯泡电功率”的实验,如图乙所示,他要连接电路时,发现电流表的指针偏向左侧无刻度处,原因可能是________.解除故障后,正确连接电路,闭合开关,他发现小灯泡过亮,为了完成实验,接下来他的操作是,立即断开开关,把________;再闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,记下各组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图丙所示图象,根据图象可知小灯泡的额定电流是________A.额定功率是________W;灯泡的电阻是________的(填“变化”或“不变”).
【答案】
1.C
2.A
【解析】
(1)由图示R-I图象可知,随灯泡电流I的增大,灯丝电阻R增大;
因为I=U/R,所以U=IR,由U=IR可知,随电流I、电阻R的增大,灯泡两端电压增大
(2)由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,由U=IR知,电压一定,电流与电阻确定;由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,因此电流一定时,灯丝电阻不变
3.
(1)
(a)调节定值电阻两端电压
(b)右 40
(2)电流表正负接线柱接反滑动变阻器取下,换用阻值较大的滑动变阻器重新做实验 0.25A 0.625变化.