高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)增分 專(zhuān)題9 描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)課件

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1、恒定電流第第 八八 章章實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)考綱要求考情分析命題趨勢(shì)描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)2017全國(guó)卷，232016天津卷，9(3)高考對(duì)本實(shí)驗(yàn)的考查主要側(cè)重于以下四個(gè)方面：1.伏安法測(cè)電阻電路連接形式(電流表內(nèi)接、外接)的確定：2.控制電路的確定(分壓式)，3.實(shí)驗(yàn)儀器的選擇；4.實(shí)驗(yàn)原理的理解及其創(chuàng)新(注意結(jié)合電源的UI圖線(xiàn)考查工作點(diǎn)問(wèn)題)知識(shí)梳理知識(shí)梳理夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ)核心考點(diǎn)核心考點(diǎn)分層突破分層突破對(duì)應(yīng)演練對(duì)應(yīng)演練遷移運(yùn)用遷移運(yùn)用欄目導(dǎo)航 一、實(shí)驗(yàn)流程知識(shí)梳理知識(shí)梳理 夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ) 二、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

2、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)要做出UI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保護(hù)元件安全 為保護(hù)元件不被燒毀，開(kāi)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(guò)其額定電壓 三、誤差分析 1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值 2測(cè)量時(shí)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 考點(diǎn)1電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)原理 例1(2017全國(guó)卷)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(額定電壓3.8 V，額定電流0.32

3、A)；電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻3 k)；電流表A(量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 )；固定電阻R0(阻值1 000 )；滑動(dòng)變阻器R(阻值09.0 )；電源E(電動(dòng)勢(shì)5 V，內(nèi)阻不計(jì))；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線(xiàn)若干 (1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖核心考點(diǎn)核心考點(diǎn) 分層突破分層突破 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線(xiàn)如圖甲所示由實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻由實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_，燈絲的電阻率，燈絲的電阻率_.(均選填均選填“增大增大”“”“不變不變”或或“減小減小”)增大增大 增大增大 (3)用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4 V

4、，內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖乙所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率閉合開(kāi)關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_(kāi)W，最大功率為_(kāi)W.(結(jié)果均保留兩位小數(shù))0.39 1.17 解析解析(1)要實(shí)現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，則滑動(dòng)變阻器需要設(shè)計(jì)成分壓接法；電壓表量，則滑動(dòng)變阻器需要設(shè)計(jì)成分壓接法；電壓表V應(yīng)與固定電阻應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián)，將量程改為串聯(lián)，將量程改為4 V由于小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為由于小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為12 ，所以，所以需將電流表外接需將電流表外接(2)由小燈泡伏安特性曲線(xiàn)可知，隨著電

5、流的增加由小燈泡伏安特性曲線(xiàn)可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻增大根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大小燈泡的電阻增大根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大 (3) 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大為9.0 時(shí)，流過(guò)小燈泡的電流最小，小燈泡的實(shí)際功率最小，把滑動(dòng)變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分，在題圖甲中畫(huà)出等效電源E0(電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻1.00 9.0 10 )的伏安特性曲線(xiàn)，函數(shù)表達(dá)式為U410I(V)，圖線(xiàn)如圖中所示，故小燈泡的最小功率為PminU1I11.750.225W0.39 W當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小為零時(shí)，流過(guò)小燈泡的電流最當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小為零時(shí)，流過(guò)小燈泡的電

6、流最大，小燈泡的實(shí)際功率最大，在題圖甲中畫(huà)出電源大，小燈泡的實(shí)際功率最大，在題圖甲中畫(huà)出電源E0(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻1.00 )的伏的伏安特性曲線(xiàn)，函數(shù)表達(dá)為為安特性曲線(xiàn)，函數(shù)表達(dá)為為U4I(V)，圖線(xiàn)如圖中，圖線(xiàn)如圖中所示，故小燈泡的最大功率所示，故小燈泡的最大功率為為PmaxU2I23.680.318 W1.17 W. 考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理和誤差分析 例2某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線(xiàn)的連接 (1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過(guò)程中，電流表的示數(shù)從零開(kāi)始逐漸增大，請(qǐng)按此要求用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)在圖甲實(shí)物接線(xiàn)圖中完成余下導(dǎo)線(xiàn)的連接

7、； (2)某次測(cè)量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_(kāi)A； (3)該小組描繪出的伏安特性曲線(xiàn)如圖丙所示，根據(jù)圖線(xiàn)判斷，將_只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為_(kāi)W.(結(jié)果保留兩位小數(shù))0.44 4 2.25 解析(1)連線(xiàn)如圖所示 考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)之處主要集中在三點(diǎn)： 1數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)：采取“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理 2被測(cè)元件的變更：探究其他元件的伏安特性 3實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖兏喝缣骄吭碾娮桦S溫度變化的規(guī)律 例3某實(shí)驗(yàn)小組研究?jī)蓚€(gè)未知元件X和Y的伏安特性，使用的器

8、材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 k)、電流表(內(nèi)阻約為1 )、定值電阻等(1)使用多用電表測(cè)元件使用多用電表測(cè)元件X的電阻選擇的電阻選擇“1”歐姆檔測(cè)量，示數(shù)如圖甲所歐姆檔測(cè)量，示數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為示，讀數(shù)為_(kāi).據(jù)此應(yīng)選擇圖中的據(jù)此應(yīng)選擇圖中的_(選填選填“乙乙”或或“丙丙”)電路進(jìn)行電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)10 乙乙 (2)連接所選電路，閉合S；滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)逐漸_；(選填“增大”或“減小”) 依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)試驗(yàn)(3)圖丁是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖丁是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的UI圖線(xiàn)由圖可判斷元件圖線(xiàn)由圖可判斷元件_(選填選填“X”或或“Y”)是非線(xiàn)性元件是非線(xiàn)性元件增大增大 Y (4)該小組還借助X和Y中的線(xiàn)性元件和阻值R21 的定值電阻，測(cè)量待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.電路如圖戍所示閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開(kāi)S2，讀數(shù)為1.00 V，利用圖丁可算得E_V，r_.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表) 解析(1)歐姆表的讀數(shù)R示數(shù)倍率，得R10 ；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路產(chǎn)生誤差的原因知應(yīng)選用電流表外接，故選擇乙電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn) (2)滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，R左增大，待測(cè)電阻兩端的電壓增大，所以電流表的示數(shù)增大 (3)根據(jù)伏安特性曲線(xiàn)知，X為線(xiàn)性元件，Y為非線(xiàn)性元件，且RX10 .3.2 0.50