高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流 實驗8 描繪小電珠的伏安特性曲線課件

,恒定電流,第 七 章,實驗八描繪小電珠的伏安特性曲線,欄目導(dǎo)航,一、實驗?zāi)康?描繪小電珠的伏安特性曲線 二、實驗原理 用電流表和電壓表測出小電珠在不同電壓下的電流，建立IU坐標(biāo)系，描點連成直線或平滑曲線即得到小電珠的伏安特性曲線 為了盡可能多取些數(shù)據(jù)點并減小實驗誤差，應(yīng)選用電流表外接法、滑動變阻器分壓接法電路，因為小電珠的電阻較小,知識梳理 夯實基礎(chǔ),三、實驗器材 小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、導(dǎo)線，開關(guān)、坐標(biāo)紙 四、實驗步驟 1連接電路 將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示電路,2測出小電珠在不同電壓下的電流 (1)閉合開關(guān)S前，滑動變阻器觸頭應(yīng)移到最左端，以使開關(guān)閉合時小電珠兩端的電壓能從零開始變化：同時，這樣做也防止開關(guān)剛閉合時小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲 (2)移動滑動變阻器滑片的位置，測出多組不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格.,3.畫出伏安特性曲線 (1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系 (2)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜) (3)將描出的點用平滑的曲線連接起來就得到小電珠的伏安特性曲線 4拆除電路，整理儀器 五、誤差分析 1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差 2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù) 3在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來操作誤差,六、注意事項 1電路的連接方式： (1)電流表應(yīng)采用外接法：因為小電珠(3.8 V 0.3 A)的電阻很小，與00.6 A的電流表串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大 (2)滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接，目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化 2閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉合時小電珠的電壓從零開始變化，同時也是為了防止開關(guān)剛閉合時因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲,3IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0 V左右繪點要密，以防出現(xiàn)較大誤差 4電流表選擇0.6 A量程，電壓表量程的選擇視小電珠的額定電壓而定，即使用的若是“3.8 V 0.3 A”的小電珠，選用電壓表的15 V量程，若使用“2.5 V 0.6 A”的小電珠，則選用電壓表的3 V量程 5當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時要緩慢增加，到額定值記錄I后馬上斷開開關(guān) 6誤差較大的點要舍去，IU圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線,七、實驗改進(jìn) 一種測小電珠的電阻的準(zhǔn)確方法： 如圖所示，兩個電壓表完全相同且內(nèi)阻很大移動滑動變阻器滑片，調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)，使兩個電壓表示數(shù)相同，則電阻箱的讀數(shù)即為小電珠電阻值，記下小電珠的電阻和電壓，多次移動滑動變阻器滑片，采用相同方法，記下相應(yīng)電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù)在坐標(biāo)紙上畫出RU圖線，并分析R隨U變化的規(guī)律,在描繪小電珠的伏安特性曲線的實驗中，由于電表內(nèi)阻的影響，會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差使得小電珠的電阻測量不準(zhǔn)確上述實驗方法可以消除這種誤差，操作、讀數(shù)比較方便,考點1電路設(shè)計和實驗原理 例1(2017浙江嘉興調(diào)研)在做“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗時，所用電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約為十幾千歐實驗中得到了多組數(shù)據(jù)，通過描點連線在IU坐標(biāo)系中得到了小電珠的伏安特性曲線如圖甲所示 (1)在虛線框中畫出實驗電路圖，并在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路,核心考點 分層突破,(2)根據(jù)圖甲所示，可確定小電珠的功率P與U2和P與I2的關(guān)系，下列示意圖中合理的是_,D,(3)將被測小電珠與定值電阻R和電源串聯(lián)成如圖丙所示的電路電源電動勢為6.0 V，內(nèi)阻為1.0 .若電路中的電流為0.40 A，則定值電阻R所消耗的電功率為_ W.,0.64,(3)由小電珠的伏安特性曲線可知，電流I0.40 A時，小電珠兩端電壓UL4 V，由歐姆定律可知，內(nèi)電壓UIr0.4 V，由閉合電路歐姆定律可知定值電阻兩端電壓UREULU1.6 V，所以定值電阻消耗的電功率PURI0.64 W. 答案：(1)電路圖、實物圖如圖所示,R1,(2)在實驗過程中，一同學(xué)將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加，當(dāng)電壓達(dá)到1.23 V時，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很暗，當(dāng)達(dá)到2.70 V時，發(fā)現(xiàn)燈泡已過亮，便立即斷開開關(guān)，并將所測數(shù)據(jù)記錄在表格中.,請你根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在如圖所示坐標(biāo)系中作出燈泡的UI圖線 (3)由圖象得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為_V：這一結(jié)果大于1.22 V，其原因是_ _,2.5(2.42.6均可),小燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時的電阻(或小燈泡的電阻隨溫,度的升高而變大),(2)如圖所示 (3)由PUI0.75 W，再結(jié)合圖象可知U額2.5 V；小燈泡的額定電壓大于1.23 V的原因是小燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時的電阻,考點3實驗改進(jìn)與創(chuàng)新 本實驗的創(chuàng)新改進(jìn)之處主要集中在三點： 1數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)：采取“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理 2被測元件的變更：探究其他元件的伏安特性 3實驗?zāi)康淖兏喝缣骄吭碾娮桦S溫度變化的規(guī)律,例3(2016山西太原模擬)發(fā)光二極管(LED)是一種節(jié)能、環(huán)保的元器件，被廣泛應(yīng)用到顯示器、照明等各領(lǐng)域某興趣小組為探究工作電壓是“1.44V”、最大正向直流電流是“520 mA”的LED管的IU曲線，設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路實驗室備有以下器材： 電流表A1：量程050 mA，內(nèi)阻約為50 電流表A2：量程0200 mA，內(nèi)阻約為10 電壓表V：量程05 V，內(nèi)阻約為10 k 滑動變阻器R1；阻值范圍015 ，允許最大電流1 A 滑動變阻器R2：阻值范圍01 k，允許最大電流100 mA 直流電源正：輸出電壓6 V，內(nèi)阻不計 開關(guān)(S)、導(dǎo)線若干,(1)為了提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，電流表應(yīng)選擇_；滑動變阻器應(yīng)選用_ (以上填器材代號) (2)實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)描點繪出了如圖乙所示的IU圖象，而發(fā)光二極管(LED)的效率與通過二極管的電流I的關(guān)系曲線如圖丙所示其中發(fā)光二極管的效率是指輻射的全部光功率與供給發(fā)光二極管的電功率比值則發(fā)光二極管效率達(dá)最大時其電阻R1_，輻射的光功率 _W.,A1,R1,106.7,0.005 76,規(guī)律總結(jié)：本題屬于描繪小電珠伏安特性曲線的創(chuàng)新設(shè)計，創(chuàng)新之處主要表現(xiàn)在兩個方面：其一，核心研究對象由小電珠改成了LED發(fā)光二極管；其二，需要考生整合圖乙和圖丙中的信息得到二極管的發(fā)光功率,對應(yīng)演練 遷移運用,