世纪金榜2018版复习方略物理课件实验九讲解

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1、实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 【实验实验 目的】 1.掌握滑动变动变 阻器的使用方法及连连接方式。 2.掌握伏安特性曲线线的描绘绘方法。 3.理解小电电珠的伏安特性曲线为线为 什么是曲线线。 【实验实验 原理】 1.用电电流表测测出流过过小电电珠的电电流,用电压电压 表测测出小 电电珠两端的电压电压 ,测测出多组组(U,I)值值,在I-U坐标标系中描 出各对应对应 点,用一条平滑的曲线线将这这些点连连起来。 2.电电流表外接:因为为小电电珠的电电阻较较小,如果电电流表内 接,误误差明显较显较 大;滑动变动变 阻器采用分压压式,使电压电压 能 从零开始连续变连续变 化。 3.滑动变动变 阻器

2、两种接法的对对比: 方式 内容 限流接法分压压接法对对比说说明 两种接法电电 路图图 串、并联联关 系不同 方式 内容 限流接法分压压接法对对比说说明 负载负载 R上 电压调节电压调节 范围围 0UE 分压电压电 路调调 节节范围围大 负载负载 R上 电电流调节调节 范围围 分压电压电 路调调 节节范围围大 闭闭合S前触 头头位置 b端a端 都是为为了保 护电护电 路元件 4.滑动变动变 阻器两种接法的选择选择 : (1)限流式接法适合测测量阻值值小的电电阻(跟滑动变动变 阻器 的总电总电 阻相比相差不多或比滑动变动变 阻器的总电总电 阻还还小 )。 (2)分压压式接法适合测测量阻值较值较 大

3、的电电阻(一般比滑动动 变变阻器的总电总电 阻要大)。 (3)两种必须须用分压压接法的情况。 若限流式不能保证证安全,即若滑动变动变 阻器阻值调值调 到 最大时时,待测电测电 阻上的电电流(或电压电压 )仍超过电过电 流表( 或电压电压 表)的量程,或超过过待测电测电 阻的额额定电电流(或电电 压压),则则必须选须选 用分压压式接法。 若实验实验 中要求电压电压 从零开始调节调节 ,则则必须须采用分压压 式电电路。 【实验实验 器材】 小电电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压电压 表 (03 V15 V)与电电流表(00.6 A3 A)各一个、滑 动变动变 阻器

4、(最大阻值值20)一个、学生低压压直流电电源( 或电电池组组)、开关一个、导线导线 若干、坐标纸标纸 、铅铅笔。 【实验过实验过 程】 1.确定电电流表、电压电压 表的量程,采用电电流表外接法,滑 动变动变 阻器采用分压压式接法,按图图中的原理图连图连 接好实实 验电验电 路。 2.把滑动变动变 阻器的滑片调节调节 到图图中最左端,接线经检线经检 查查无误误后,闭闭合开关S。 3.移动动滑动变动变 阻器滑片位置,测测出12组组左右不同的电电 压值压值 U和电电流值值I,并将测测量数据填入表格中,断开开关 S。 【数据处处理】 1.在坐标纸标纸 上以U为为横轴轴,以I为纵轴为纵轴 ,建立坐标标系

5、。 2.在坐标纸标纸 上描出各组组数据所对应对应 的点(坐标标系纵轴纵轴 和横轴轴的标标度要适中,以使所描图线图线 充分占据整个坐 标纸为标纸为 宜)。 3.将描出的点用平滑的曲线连线连 接起来,就得到小电电珠 的伏安特性曲线线。 【误误差分析】 1.系统误统误 差:由于采用的是电电流表外接法,电电流表的测测 量值值大于小电电珠电电流的真实值实值 。 2.偶然误误差: (1)电压电压 表、电电流表读读数时时存在误误差。 (2)在坐标纸标纸 上描点、作图时图时 存在误误差。 【注意事项项】 1.电电路的调节调节 :闭闭合开关S前,滑动变动变 阻器的滑片应应移 到使小电电珠分得电压为电压为 零的一

6、端,使开关闭闭合时时小电电 珠的电压电压 从零开始变变化,同时时也是为为了防止开关刚闭刚闭 合时时因小电电珠两端电压过电压过 大而烧烧坏小电电珠。 2.图图象的画法: (1)建立坐标标系时时,纵轴纵轴 表示电电流,横轴轴表示电压电压 ,两 坐标轴选标轴选 取的标标度要合理。 (2)I-U图线图线 在U=1.0 V左右时时将发发生明显显弯曲,故在 U=1.0 V左右绘绘点要密,以防出现较现较 大误误差。 (3)误误差较较大的点要舍去,I-U图线应图线应 是平滑曲线线而非 折线线。 3.当小电电珠的电压电压 接近额额定值时值时 要缓缓慢增加,到额额定 值记录值记录 I后马马上断开开关。 热热点一

7、实验实验 数据的分析和器材的选选取 【典例1】(2017厦门门模拟拟)在“描绘绘小灯泡的伏安 特性曲线线”的实验实验 中,小灯泡的规规格为为“3.8 V 0.3 A”,除了开关、导线导线 外,还还有如下器材: 电压电压 表V:量程05 V,内阻约约5 k 电电流表A1:量程0500 mA,内阻约约0.5 电电流表A2:量程0100 mA,内阻约约4 滑动变动变 阻器R1:最大阻值值10,额额定电电流2.0 A 滑动变动变 阻器R2:最大阻值值100,额额定电电流1.0 A 直流电电源E:电动势约电动势约 6 V,内阻约约0.5 世纪纪金榜导导学号42722184 (1)上述器材中,电电流表应选

8、应选 _,滑动变动变 阻器应应 选选_。(填器材符号) (2)在电电路中所有元器件都完好,且电压电压 表和电电流表已 调调零,闭闭合开关后,发现发现 反复调节调节 滑动变动变 阻器,小灯泡 亮度发发生变变化,但电压电压 表、电电流表的示数不能调为调为 零, 则则断路的导线为导线为 _(用图图中给给出的导线导线 符号表 示)。 (3)通过实验过实验 得出了小灯泡的I-U图线图线 如图图乙,可知在小 灯泡上的电压为电压为 2.0 V时时,小灯泡的电电阻是_。 (4)如果把该该小灯泡直接接在电动势电动势 是2 V、内阻是8 的电电源上组组成闭闭合回路,则则通过过小灯泡的电电流为为_A。 【解析】(1

9、)小灯泡的额定电流为0.3 A,所以电流表应 选A1,滑动变阻器采用分压式接法,应选阻值较小的滑 动变阻器,所以滑动变阻器应选R1。 (2)电压表、电流表都有示数,说明a、b、d、e、g、h 、f各条导线良好,示数不能调为零,说明滑动变阻器为 限流式接法,所以导线c断路。 (3)小灯泡上的电压为2.0 V时,对应的电流为0.25 A, 由欧姆定律可得小灯泡的电阻R= =8。 (4)如果把该小灯泡直接接在电动势是2 V,内阻是8 的电源上组成闭合回路,可在图乙上画出该电源的伏安 特性曲线,该曲线与小灯泡的伏安特性曲线的交点对应 的纵坐标即为通过小灯泡的电流,为0.16 A。 答案:(1)A1 R

10、1 (2)c (3)8 (4)0.16 【强化训练训练 】 有一个小电电珠上标标有“4 V 2 W”的字样样,现现在要用 伏安法描绘这绘这 个电电珠的I-U图线图线 。有下列器材供选选用: A.电压电压 表(05 V,内阻10 k) B.电压电压 表(010 V,内阻20 k) C.电电流表(00.3 A,内阻1) D.电电流表(00.6 A,内阻0.4) E.滑动变动变 阻器(5,1 A) F.滑动变动变 阻器(500,0.2 A) (1)实验实验 中电压电压 表应选应选 用_,电电流表应选应选 用 _。(用序号字母表示) (2)为为使实验误实验误 差尽量减小,要求电压电压 从零开始变变化且

11、 多取几组组数据,滑动变动变 阻器应选应选 用_。(用序号 字母表示) (3)请请在虚线线框内画出满满足实验实验 要求的电电路图图,并把图图 中所示的实验实验 器材用实线连实线连 接成相应应的实实物电电路图图。 【解析】(1)因小电珠的额定电压为4 V,为保证安全, 选用的电压表量程应稍大于4 V,但不能大太多,量程太 大则示数不准确,故选用05 V的电压表,故选A;由 P=UI得,小电珠的额定电流I= =0.5 A,故应选择0 0.6 A量程的电流表,故选D。 (2)由题意可知,电压从零开始变化,并要求多测几组数 据,故只能采用滑动变阻器分压接法,而分压接法中应 选总阻值小的滑动变阻器,故选

12、E。 (3)小电珠内阻R= =8,电压表内阻远大于小电珠内 阻,应采用电流表外接法,故电路图和实物连接图如图 所示。 答案:(1)A D (2)E (3)图见解析 【反思归纳归纳 】 1.电压电压 表、电电流表的选选取:选选取电压电压 表、电电流表时时考虑虑 到安全性、准确性等因素,一般电电流表和电压电压 表的“合 适量程”应该应该 是使指示值值接近满满偏值值的 为为好。 2.滑动变动变 阻器的选选取:在分压电压电 路中,一般选选用全电电阻 小于用电电器电电阻的滑动变动变 阻器。在限流电电路中,一般 选选用全电电阻和用电电器电电阻相差不多或大几倍的滑动变动变 阻器。 热热点二 实验实验 原理的

13、理解和电电路的选选取 【典例2】(2016天津高考)某同学想要描绘标绘标 有 “3.8V 0.3 A”字样样小灯泡L的伏安特性曲线线,要求 测测量数据尽量精确、绘绘制曲线线完整。可供该该同学选选用 的器材除开关、导线导线 外,还还有: 电压电压 表V1(量程03 V,内阻等于3 k) 电压电压 表V2(量程015 V,内阻等于15 k) 电电流表A1(量程0200 mA,内阻等于10) 电电流表A2(量程03 A,内阻等于0.1) 滑动变动变 阻器R1(010,额额定电电流2 A) 滑动变动变 阻器R2(01k,额额定电电流0.5 A) 定值电值电 阻R3(阻值值等于1) 定值电值电 阻R4(

14、阻值值等于10) 定值电值电 阻R5(阻值值等于1k) 电电源E(E=6V,内阻不计计) 世纪纪金榜导导学号42722185 (1)请请画出实验电实验电 路图图,并将各元件字母代码标码标 在该该 元件的符号旁。 (2)该该同学描绘绘出的I-U图图象应应是图图中的_。 【解析】(1)用电压表V1和定值电阻R5串联,可改装成 量程为U= (rg+R5)= (3+1)V=4 V的电压表;用量程 为200mA的电流表A1与定值电阻R4并联可改装为量程为 I=Ig+ =0.2A+ =0.4A的电流表;描绘小灯泡 的伏安特性曲线,电压、电流要求从零开始取值,因此 滑动变阻器用分压式接法;该接法中用小阻值的

15、滑动变 阻器操作方便,故选用滑动变阻器R1;待测小灯泡的阻 值较小,电流表的阻值不能忽略,因此电流表应该选用 外接法;故电路如图。 (2)小灯泡的阻值随温度的升高而增大,故该同学描绘 的I-U图象应该是B。 答案:(1)电路如图 (2)B 【强化训练训练 】 小潘同学在“描绘绘小灯泡的伏安特性曲线线”实验实验 中, 所用小灯泡的规规格为为“2.5V 0.3 A”。 (1)用实验实验 室的“高中学生电电源”作为电为电 源,应该选应该选 用图图甲中_(选选填“稳压稳压 2A”或“交流3 A”) 的两个接线线柱。 (2)滑动变动变 阻器应该选应该选 _(选选填“R1”或 “R2”)。 R1:5,2 A R2:50,1 A (3)小潘同学连连接电电路之后,合上开关(如图图乙所示),移 动动滑动变动变 阻器滑片,灯泡发发光,电电流表和电压电压 表都有正 示数。但同桌指出还还有一处错误处错误 ,这处错误这处错误 是_。 (4)实验结实验结 束之后,他描绘绘了如图图丙的伏安特性曲线线,老 师师一看就判定是错误错误 的,老师师判定的依据是_。 【解析】(1)灯泡用的是直流电,故应选用稳压电源,即 选择稳压2A。 (2)因本实验采用分压接法,故滑动变阻器应选用小电 阻,故选R1。 (3)因