2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 8-3-2 實驗九 描繪小電珠的伏安特性曲線課件.ppt

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1、實驗九描繪小電珠的伏安特性曲線,01,02,03,04,實驗基礎(chǔ)梳理,實驗?zāi)康?1. 描繪小電珠的伏安特性曲線 2. 分析伏安特性曲線的變化規(guī)律,實驗原理 用電流表測出流過小電珠的電流， 用電壓表測出小電珠兩端的電壓， 測出多組(U，I)值，在UI坐標系 中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連起來 電路設(shè)計 (1)電流表外接：因為小電珠的電阻很小，如果電流表內(nèi)接，誤差明顯較大 (2)滑動變阻器采用分壓式：使電壓能從零開始連續(xù)變化,實驗基礎(chǔ)梳理,實驗基礎(chǔ)梳理,誤差分析 1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值 2

2、測量時讀數(shù)帶來誤差 3在坐標紙上描點、作圖帶來誤差.,實驗基礎(chǔ)梳理,儀器的選擇 (1)電表的選擇：先估算電流或電壓值，在選擇電流表或電壓表時，應(yīng)使指針達到半偏以上 (2)滑動變阻器的選擇：實驗電路若采用限流式接法，一般選用阻值適當大一些的滑動變阻器，但不可過大；實驗電路若采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小一些的滑動變阻器，以便于調(diào)節(jié)，但要注意其額定電壓和額定電流值 (3)電源的選擇：綜合考慮小電珠、電壓表、電流表的量程以及滑動變阻器的阻值，保證能為實驗提供合適的電流或電壓,實驗基礎(chǔ)梳理,注意事項 1電流表外接法：本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法。 2滑動變阻器應(yīng)采

3、用分壓式連接 本實驗要作出IU圖象，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。 3保護元件安全：為保護元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端。加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓。,熱點一教材原型實驗 例1有一個小電珠上標有“4 V2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個電珠的IU圖線。有下列器材供選用： A電壓表(05 V，內(nèi)阻10 k) B電壓表(010 V，內(nèi)阻20 k) C電流表(00.3 A，內(nèi)阻1 ) D電流表(00.6 A，內(nèi)阻0.4 ) E滑動變阻器(5 ，1 A) F滑動變阻器(500 ，0.2 A) (1)實驗中電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選

4、用_。(用序號字母表示) (2)為使實驗誤差盡量減小，要求電壓從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)選用_。(用序號字母表示) (3)請在虛線框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖中所示的實驗器材用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖。,實驗熱點突破,轉(zhuǎn)到解析,實驗熱點突破,解析(1)因小電珠的額定電壓為4 V，為保證安全，選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4 V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準確，故選用05 V的電壓表，故選A；由PUI 得，小電珠的額定電流IP/U0.5 A，故應(yīng)選擇00.6 A量程的電流表，故選D。 (2)由題意可知，電壓從零開始變化，并要求多測幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動變阻器分壓接法，而分

5、壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器，故選E。 (3)小電珠內(nèi)阻RU 2/P 8 ，電壓表內(nèi)阻遠大于小電珠內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法，故電路圖和實物連接圖如圖所示。 答案(1)AD(2)E(3)圖見解析,轉(zhuǎn)回原題,實驗熱點突破,滑動變阻器的兩種接法的適用條件 (1)限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小)。 (2)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大)。 (3)若實驗中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法。,實驗熱點突破,變式訓(xùn)練1 (2017全國卷，23)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L

6、(額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A)；電壓表(量程3 V，內(nèi)阻3 k)；電流表(量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 )；固定電阻R0(阻值1 000 )；滑動變阻器R(阻值09.0 )；電源E(電動勢5 V，內(nèi)阻不計)；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。 (1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡 的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖。 (2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖 所示。由 實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_ (填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率_ (填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)用另一電源E0(電動勢4 V，內(nèi)阻1.00 )和題給器材 連接成圖b所示的電路，調(diào)

7、節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改 變小燈泡的實際功率。閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小 燈泡的最小功率為_ W，最大功率為_ W。 (結(jié)果均保留兩位小數(shù)),實驗熱點突破,轉(zhuǎn)到下頁,轉(zhuǎn)回原題,實驗熱點突破,轉(zhuǎn)回原題,轉(zhuǎn)到上頁,實驗熱點突破,熱點二實驗拓展創(chuàng)新,實驗熱點突破,例2 如圖3甲所示為某同學(xué)實驗得到的小燈泡燈絲電阻的UI 關(guān)系曲線圖。 (1)在圖乙中畫出實驗電路圖(根據(jù)該電路圖可得到UI 關(guān)系的完整曲線)，可用的器材有：電壓傳感器、電流傳感器、滑動變阻器(變化范圍050 )、電動勢為6 V的電源(不計內(nèi)阻)、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。 (2)如果將該小燈泡分別接入圖4甲、乙兩個不同電路，其中甲

8、電路的電源為一節(jié)干電池，乙電路的電源為三節(jié)干電池，每節(jié)干電池的電動勢為1.5 V，內(nèi)電阻為1.5 ，定值電阻R18 。則接入_(填“甲”或“乙”)電路時，小燈泡較亮些。,甲,轉(zhuǎn)到下頁,實驗熱點突破,例2 (3)在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為_W。 (4)若將電路乙中的電阻R 替換為另一個完全相同的小燈泡，其他條件不變，則此時電 源內(nèi)部的發(fā)熱功率為_W。,解析由于要畫出UI關(guān)系的完整曲線，必須用分壓接法畫出實驗電路圖。分別在小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線圖上畫出電源的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系的曲線交點即為工作點。,轉(zhuǎn)到上頁,轉(zhuǎn)到下頁,0.15,0.30,實驗熱點突破,顯然接入圖4

9、甲電路時，燈泡中電流較大，小燈泡較亮些。在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為PUI10.15 W0.15 W。若將電路乙中的電阻R替換為另一個完全相同的小燈泡，其他條件不變，可等效為電動勢為2.25 V、內(nèi)阻為2.25 的電池連接一個燈泡，在小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線圖上畫出電源(電動勢2.25 V，內(nèi)阻2.25 )的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線交點對應(yīng)的橫坐標值為電源輸出電流I0.26 A，此時電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為PI2r0.2624.5 W0.30 W。 答案(1)實驗電路圖如圖所示。(2)甲(3)0.15(4)0.30,轉(zhuǎn)到上頁,變式訓(xùn)練2 2016天津理綜，9(3)某同學(xué)

10、想要描繪標有“3.8 V，0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整?？晒┰撏瑢W(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有： 電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻等于3 k) 電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻等于15 k) 電流表A1(量程0200 mA，內(nèi)阻等于10 ) 電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻等于0.1 ) 滑動變阻器R1(010 ，額定電流2 A) 滑動變阻器R2(01 k，額定電流0.5 A) 定值電阻R3(阻值等于1 ) 定值電阻R4(阻值等于10 ) 定值電阻R5(阻值等于1 k) 電源E(E6 V，內(nèi)阻不計) (1)請畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼 標在該

11、元件的符號旁。 (2)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_。,實驗熱點突破,轉(zhuǎn)到解析,實驗熱點突破,轉(zhuǎn)回原題,備選訓(xùn)練,采用電流表外接法，滑動變阻器分壓式接法.,連線提示 1.先用分壓式接法將滑動變阻器連入電路中. 2.再將電流表、滑動變阻器與小燈泡串聯(lián)接入電路.電流表量程可由標稱值計算確定.,【備選訓(xùn)練】 (2013江蘇卷，10)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測量小燈泡的電壓U和電流I,利用PUI得到電功率.實驗所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V,1.8 W”,電源為12 V的電池,滑動變阻器的最大阻值為10 . (1)準備使用的實物電路如圖所示請將滑動變阻器接入電路的正確位置(用

12、筆畫線代替導(dǎo)線),備選訓(xùn)練,(2)現(xiàn)有10 、20 和50 的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選_的定值電阻 (3)測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除_兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材,10,電池,審題析疑,1、由小燈泡規(guī)格可計算知,小燈泡允許通過的最大電流為0.6 A,故要求接入R1后,電路中的總電流要不小于0.6 A.,2、為防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，斷開開關(guān)后，應(yīng)先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線,根據(jù)IU/R得, R總U/I12/0.6 20 ,故R1=10 ,備選訓(xùn)練,(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U 2描點在坐標紙上,并作出了一條直線,如圖所示.請指出圖象中不恰當?shù)牡胤?/p>

13、,1.這些點不近似在一條直線上，應(yīng)為一條曲線.,2.坐標紙的空間沒有被充分利用.原因是繪圖時選擇的橫坐標的標度太小.,轉(zhuǎn)到解析,備選訓(xùn)練,解析滾動,轉(zhuǎn)回原題,高考模擬演練,1(2015浙江理綜，22)圖4是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖。 (1)根據(jù)圖4在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖； （2）調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖5中的、所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為：、 、。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別 為和。,轉(zhuǎn)到解析,高考模擬演練,轉(zhuǎn)回原題,高考模擬演練,2某實驗小組的同學(xué)在學(xué)校實驗室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件，該電學(xué)元件上標有“最大電流不超過

14、6 mA，最大電壓不超過7 V”，同學(xué)們想通過實驗描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線，他們設(shè)計的一部分電路如圖7所示，圖中定值電阻R1 k，用于限流；電流表量程為10 mA，內(nèi)阻約為5 ；電壓表(未畫出)量程為10 V，內(nèi)阻約為10 k；電源電動勢E為12 V，內(nèi)阻不計。 (1)實驗時有兩個滑動變阻器可供選擇： A阻值0200 ，額定電流0.3 A B阻值020 ，額定電流0.5 A 應(yīng)選的滑動變阻器是_(填“A”或“B”)。 正確接線后，測得數(shù)據(jù)如下表：,(2)由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與_之間(填“O”或“P”)； (3)將電路圖在虛線框中補充完整； (4)從表中數(shù)據(jù)可知，該電學(xué)元件

15、的電阻的特點是： _ _。 解析(1)滑動變阻器A允許的最大電壓為0.3200 V 60 V12 V，滑動變阻器B兩端所能加的最大電壓 為0.520 V10 V12 V，為保證安全，滑動變阻器 應(yīng)選A。 (2)由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電學(xué)元件電阻最小測量值 約為R 6.4V/0.0 055A1 163.6 ，電流表內(nèi)阻約 為5 ，電壓表內(nèi)阻約為10 k，相對來說，元件電 阻遠大于電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，因此 電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與P之間。,高考模擬演練,高考模擬演練,(3)描繪伏安特性曲線，電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，由(2)可知，電流表采用內(nèi)接法，實驗電路圖如圖所示：(4)由表中實驗數(shù)據(jù)可知，當元件兩端的電壓小于6 V時，電路電流很小，幾乎為零，由歐姆定律可知，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當元件兩端電壓大于6 V時，隨著電壓的升高電流迅速增大，電壓與電流的比值減小，電阻變小。 答案(1)A(2)P(3)電路圖見解析圖(4)當元件兩端的電壓小于6 V時，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當元件兩端電壓大于6 V時，隨著電壓的升高而電阻變小,