2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)九 描繪小電珠的伏安特性曲線課件.ppt

實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線 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)要作出I U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 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(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差 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)帶來誤差 3 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 作圖帶來誤差 熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn) 例1 有一個(gè)小電珠上標(biāo)有 4V2W 的字樣 現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)電珠的I U圖線 有下列器材供選用 A 電壓表 0 5V 內(nèi)阻10k B 電壓表 0 10V 內(nèi)阻20k C 電流表 0 0 3A 內(nèi)阻1 D 電流表 0 0 6A 內(nèi)阻0 4 E 滑動(dòng)變阻器 5 1A F 滑動(dòng)變阻器 500 0 2A 1 實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用 電流表應(yīng)選用 用序號(hào)字母表示 2 為使實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器應(yīng)選用 用序號(hào)字母表示 3 請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖 并把圖1中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖 圖1 2 由題意可知 電壓從零開始變化 并要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法 而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器 故選E 答案 1 AD 2 E 3 圖見解析 1 滑動(dòng)變器的選取 在分壓電路中 一般選用全電阻小于用電器電阻的滑動(dòng)變阻器 在限流電路中 一般選用全電阻和用電器電阻相差不多或大幾倍的滑動(dòng)變阻器 2 滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式 3 兩種接法的適用條件 1 限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻 跟滑動(dòng)變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的最大電阻還小 2 分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻 一般比滑動(dòng)變阻器的最大電阻要大 3 若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié) 則必須采用分壓式接法 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 額定電壓3 8V 額定電流0 32A 電壓表 量程3V 內(nèi)阻3k 電流表 量程0 5A 內(nèi)阻0 5 固定電阻R0 阻值1000 滑動(dòng)變阻器R 阻值0 9 0 電源E 電動(dòng)勢(shì)5V 內(nèi)阻不計(jì) 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 1 實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0 3 8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量 畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖 2 實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖2a所示 圖2 由實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)4V 內(nèi)阻1 00 和題給器材連接成圖b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) 3 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大為9 0 時(shí) 電路中的電流最小 燈泡實(shí)際功率最小 由E U I R r 得U 10I 4 作出圖線 如圖所示 答案 1 見解析 2 增大增大 3 0 39W1 17W 2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象的變遷 熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新以本實(shí)驗(yàn)為背景 通過改變實(shí)驗(yàn)條件 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目 不脫離教材而又不拘泥教材 體現(xiàn)開放性 探究性等特點(diǎn) 1 以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ) 探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系 3 數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)采用 DIS 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理 例2 如圖3甲所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡燈絲電阻的U I關(guān)系曲線圖 1 在圖乙中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 根據(jù)該電路圖可得到U I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(dòng)變阻器 變化范圍0 50 電動(dòng)勢(shì)為6V的電源 不計(jì)內(nèi)阻 小燈泡 電鍵 導(dǎo)線若干 圖3 圖4 2 如果將該小燈泡分別接入圖4甲 乙兩個(gè)不同電路 其中甲電路的電源為一節(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(dòng)勢(shì)為1 5V 內(nèi)電阻為1 5 定值電阻R 18 則接入 填 甲 或 乙 電路時(shí) 小燈泡較亮些 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(gè)完全相同的小燈泡 其他條件不變 則此時(shí)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為 W 解析由于要畫出U I關(guān)系的完整曲線 必須用分壓接法畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 分別在小燈泡燈絲電阻的U I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U I關(guān)系的曲線交點(diǎn)即為工作點(diǎn) 顯然接入圖4甲電路時(shí) 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P UI 1 0 15W 0 15W 若將電路乙中的電阻R替換為另一個(gè)完全相同的小燈泡 其他條件不變 可等效為電動(dòng)勢(shì)為2 25V 內(nèi)阻為2 25 的電池連接一個(gè)燈泡 在小燈泡燈絲電阻的U I關(guān)系曲線圖上畫出電源 電動(dòng)勢(shì)2 25V 內(nèi)阻2 25 的伏安特性曲線 與小燈泡燈絲電阻的U I關(guān)系曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值為電源輸出電流I 0 26A 此時(shí)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為P I2r 0 262 4 5W 0 30W 答案 1 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示 2 甲 3 0 15 4 0 30 變式訓(xùn)練2 2016 天津理綜 9 3 某同學(xué)想要描繪標(biāo)有 3 8V 0 3A 字樣小燈泡L的伏安特性曲線 要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確 繪制曲線完整 可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān) 導(dǎo)線外 還有 電壓表V1 量程0 3V 內(nèi)阻等于3k 電壓表V2 量程0 15V 內(nèi)阻等于15k 電流表A1 量程0 200mA 內(nèi)阻等于10 電流表A2 量程0 3A 內(nèi)阻等于0 1 滑動(dòng)變阻器R1 0 10 額定電流2A 滑動(dòng)變阻器R2 0 1k 額定電流0 5A 定值電阻R3 阻值等于1 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1k 電源E E 6V 內(nèi)阻不計(jì) 1 請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁 2 該同學(xué)描繪出的I U圖象應(yīng)是下圖中的 答案 1 如圖所示 2 B 1 如圖5是小紅同學(xué)在做 描繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖 圖5 圖6 1 根據(jù)圖5在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 2 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖6中的 所示 電流表量程為0 6A 電壓表量程為3V 所示讀數(shù)為 兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為 和 解析 1 描繪小燈泡的伏安特性曲線需要測(cè)量電壓范圍大 變阻器用分壓接法 小燈泡電阻比較小 電流表要外接 電路圖如圖所示 答案 1 見解析 2 0 10A 0 10 0 02均可 0 24A 2 00V 0 27V 0 27 0 01均可 8 3 8 3 0 1均可 2 7 2 7 0 1均可 2 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件 該電學(xué)元件上標(biāo)有 最大電流不超過6mA 最大電壓不超過7V 同學(xué)們想通過實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線 他們?cè)O(shè)計(jì)的一部分電路如圖7所示 圖中定值電阻R 1k 用于限流 電流表量程為10mA 內(nèi)阻約為5 電壓表 未畫出 量程為10V 內(nèi)阻約為10k 電源電動(dòng)勢(shì)E為12V 內(nèi)阻不計(jì) 圖7 1 實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇 A 阻值0 200 額定電流0 3AB 阻值0 20 額定電流0 5A應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是 填 A 或 B 正確接線后 測(cè)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(bǔ)充完整 4 從表中數(shù)據(jù)可知 該電學(xué)元件的電阻的特點(diǎn)是 3 描繪伏安特性曲線 電壓與電流從零開始變化 滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示 解析 1 滑動(dòng)變阻器A允許的最大電壓為0 3 200V 60V 12V 滑動(dòng)變阻器B兩端所能加的最大電壓為0 5 20V 10V 12V 為保證安全 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選A 4 由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 當(dāng)元件兩端的電壓小于6V時(shí) 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(dāng)元件兩端電壓大于6V時(shí) 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(dāng)元件兩端的電壓小于6V時(shí) 元件電阻非常大 不導(dǎo)電 當(dāng)元件兩端電壓大于6V時(shí) 隨著電壓的升高而電阻變小