③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示．如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V、内阻为5 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W.
图1
考点二 对实验数据处理与分析的考查
例2 物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊
不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝PR＝0.75×2 V＝1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压． A．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ) B．电流表A1(量程150 mA，内阻约2 Ω) C．电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω) D．滑动变阻器R1(0～20 Ω) E．滑动变阻器R2(0～100 Ω) F．电源E(电动势4.0 V，内阻不计) G．开关S和导线若干
H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)
(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．
(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.
41
次数 U/V I/mA 1 0.20 80 2 0.60 155 3 1.00 195 4 1.40 227 5 1.80 255 6 2.20 279 7 2.70 310 请你根据表中实验数据在图2中作出灯泡的U－I图线．
图2
(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.23 V，其原因是________________________________________________________________________．
创新实验设计
描绘小电珠伏安特性曲线实验原理的迁移应用 例3 二极管是一种半导体元件，电路符号为
，其特点是具有单向导电性．某实验小组要对一只二极
管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究．据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA. (1)该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断____ (填“左”或“右”)端为二极管的正极． (2)实验探究中他们可选器材如下： A．直流电源(电动势3 V，内阻不计) B．滑动变阻器(0～20 Ω)
C．电压表(量程15 V、内阻约80 kΩ) D．电压表(量程3 V、内阻约30 kΩ) E．电流表(量程0.6 A、内阻约1 Ω) F．电流表(量程50 mA、内阻约50 Ω) G．待测二极管 H．导线、开关
为了提高测量精度，电压表应选用________，电流表应选用________．(填序号字母) (3)实验中测得的数据如下表，请在图3坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线. 电流I/mA 电压U/V 0 0 0 0.50 0.2 0.75 1.8 1.00 3.9 1.25 8.6 1.50 14.0 1.75 21.8 2.00 33.5 2.25 50.0 2.50 42
图3
(4)同学们将该二极管与阻值为100 Ω的定值电阻串联后接到输出电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为________ W.
36．电学实验电路设计的思路与方法
1．首先应明确题目的要求，看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或要求设计达到何种标准的电路等．其设计原则是：安全、方便、经济．
2．在测量电路中，一般有电流表内接和外接两种方式，对于给定电表内阻的情况，应先比较R0与待测电阻Rx的关系，其中R0＝RARV，若Rx>R0，则设计为内接；若Rx 3．控制电路分滑动变阻器的分压式和限流式两种接法，两种接法的选择方法如下： (1)若采用限流式接法不能控制电流(或电压)满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法． (2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路． (3)若实验中要求测量电路中电压从零开始变化，则必须采用分压式接法． (4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低． 例4 二极管是电子线路中常用的电子元件．它的电路符号如图4甲所示，正常使用时，“＋”极一端接 高电势，“－”极一端接低电势．要描绘某二极管在0～8 V间的伏安特性曲线，另提供有下列的实验器材：电源E(电动势为8 V，内阻不计)：多用电表电压挡有五个量程，分别为2.5 V、10 V、50 V、250 V、500 V，可视为理想电压表；开关一个；滑动变阻器一个；表一块；导线若干． 图4 43 图5 图6 (1)在图4的方框内画出测定二极管伏安特性曲线的电路原理图，多用电表在电路图中用表示，并注明多用电表电压挡所选量程． (2)利用多用电表电压挡测量正常使用中的二极管两端的电压时，电流从________(选填“红”或“黑”)表笔流入电表． (3)某同学通过实验得出了图5所示的伏安特性曲线图．接着，他又用该二极管、电源E和另一只固定电阻R等组成图6所示的电路，当闭合开关后，用多用电表的电压挡测得R两端的电压为0.8 V，由此可以判断固定电阻R的阻值大约为________Ω. 审题与关联 解析 (1)由题意可知电流正向通过二极管时，二极管的电阻 较小，故表应外接，由于要描绘二极管在0～8 V间的伏安 特性曲线，故滑动变阻器应采用分压式接法，电源电动势为 8 V，故多用电表的电压挡选10 V的．电路图如图所示． (2)利用多用电表电压挡测量正常使用中的二极管两端的电压 时，电流从红表笔流入多用电表． (3)由闭合电路欧姆定律可知二极管两端的电压为7.2 V，据伏安特性曲线图可知二极管两端的电压为7.2 V时对应的电流是10 mA，故电阻R的阻值大约为80 Ω. 答案 (1)见解析图 (2)红 (3)80 44 1．图7为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5 V. 图7 (1)完成下列实验步骤： ①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，______________； ②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，__________； ③断开开关，??根据实验数据作出小灯泡的伏安特性曲线． (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图． 2．如图8甲所示是某实验小组测绘电阻约为10 Ω的小电珠的伏安特性曲线的电路图，图乙是他们按照图 甲所示的电路图在实物上连线的示意图，教师检查发现有一根导线的一端接错了地方，请你在图乙中的这根连线上画上“×”，并直接在图上画出这根导线的正确连线． 图8 3．有一个小电珠上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的U－I图线，有下列器材供 选用： A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ) B．电压表(0～10 V，内阻20 kΩ) C．电流表(0～0.3 A，内阻1 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω) 45