《创新设计总复习高中物理课件：第八章 恒定电流8-3-2-实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《创新设计总复习高中物理课件：第八章 恒定电流8-3-2-实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线.ppt（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 01 02 03 04备选训练高考模拟演练 实验基础梳理 热点一 教材原型实验 热点二 实验拓展创新 实验基础梳理 实验目的1 描绘小电珠的伏安特性曲线 2 分析伏安特性曲线的变化规 律 实验原理 用电流表测出流过小电珠的电流 用电压表测出小电珠两端的电压 测出多组 U I 值 在U I坐标系 中描出各对应点 用一条平滑的曲 线将这些点连起来 电路设计 1 电流表外接 因为小电珠的电阻 很小 如果电流表内接 误差明显 较大 2 滑动变阻器采用分压式 使电压 能从零开始连续变化 实验基础梳理 00 20 40 60 81 01 2 1 62 02 42 83 2
2、3 63 8 实验基础梳理 误差分析 1 由于电压表不是理想电表 内阻并非无穷大 对电 路的影响会带来误差 电流表外接 由于电压表的分 流 使测得的电流值大于真实值 2 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 实验基础梳理 仪器的选择 1 电表的选择 先估算电流或电压值 在选择电流 表或电压表时 应使指针达到半偏以上 2 滑动变阻器的选择 实验电路若采用限流式接法 一般选用阻值适当大一些的滑动变阻器 但不可 过大 实验电路若采用分压式接法 应选择阻值小 一些的滑动变阻器 以便于调节 但要注意其额定 电压和额定电流值 3 电源的选择 综合考虑小电珠 电压表 电流表 的量程以及滑动变
3、阻器的阻值 保证能为实验提供 合适的电流或电压 实验基础梳理 注意事项 1 电流表外接法 本实验中被测小电珠灯丝的电阻值 较小 因此测量电路必须采用电流表外接法 2 滑动变阻器应采用分压式连接 本实验要作出I U图象 要求测出一组包括零在内的电 流 电压值 故控制电路必须采用分压接法 3 保护元件安全 为保护元件不被烧毁 开关闭合前 变阻器滑片应位于图中的a端 加在小电珠两端的电压 不要超过其额定电压 热点一 教材原型实验 例1有一个小电珠上标有 4 V 2 W 的字样 现在要用 伏安法描绘这个电珠的I U图线 有下列器材供选用 A 电压表 0 5 V 内阻10 k B 电压表 0 10 V
4、内阻20 k C 电流表 0 0 3 A 内阻1 D 电流表 0 0 6 A 内阻0 4 E 滑动变阻器 5 1 A F 滑动变阻器 500 0 2 A 1 实验中电压表应选用 电流表应选用 用序号字母表示 2 为使实验误差尽量减小 要求电压从零开始变化且 多取几组数据 滑动变阻器应选用 用序号 字母表示 3 请在虚线框内画出满足实验要求的电路图 并把图 中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图 实验热点突破 转到解析 实验热点突破 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0 5 V的电压表 故选A 由
5、 P UI 得 小电珠的额定电流I P U 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E 3 小电珠内阻R U 2 P 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 转回原题 实验热点突破 滑动变阻器的两种接法的适用条件 1 限流式接法适合测量阻值较小的电阻 跟滑动变阻器的最大电 阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小 2 分压式接法适合测量阻值较大的电阻 一般比滑动
6、变阻器的最 大电阻要大 3 若实验中要求电压从零开始调节 则必须采用分压式接法 实验热点突破 变式训练1 2017 全国卷 23 某同学研究小灯泡的伏 安特性 所使用的器材有 小灯泡L 额定电压3 8 V 额定电流0 32 A 电压表 量程3 V 内阻3 k 电流 表 量程0 5 A 内阻0 5 固定电阻R0 阻值1 000 滑动变阻器R 阻值0 9 0 电源E 电动势5 V 内阻 不计 开关S 导线若干 1 实验要求能够实现在0 3 8 V的范围内对小灯泡 的电压进行测量 画出实验电路原理图 2 实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图 所示 由 实验曲线可知 随着电流的增加小灯泡的电阻 填 增大
7、不变 或 减小 灯丝的电阻率 填 增大 不变 或 减小 3 用另一电源E0 电动势4 V 内阻1 00 和题给器材 连接成图b所示的电路 调节滑动变阻器R的阻值 可以 改变小灯泡的实际功率 闭合开关S 在R的变化范围 内 小灯泡的最小功率为 W 最大功率为 W 结果均保留两位小数 转到解析 增 大 增 大 0 39 1 17 实验热点突破 转到下页 转回原题 实验热点突破 转回原题 转到上页 实验热点突破 热点二 实验拓展创新 实验热点突破 例2 如图3甲所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻 的U I 关系曲线图 1 在图乙中画出实验电路图 根据该电路图可得到U I 关系的完整曲线 可用的器材
8、有 电压传感器 电 流传感器 滑动变阻器 变化范围0 50 电动势为6 V的电源 不计内阻 小灯泡 电键 导线若干 2 如果将该小灯泡分别接入图4甲 乙两个不同电路 其中甲电路的电源为一节干电池 乙电路的电源为三节 干电池 每节干电池的电动势为1 5 V 内电阻为1 5 定值电阻R 18 则接入 填 甲 或 乙 电路时 小灯泡较亮些 甲 转到下页 实验热点突破 例2 3 在电路乙中 小灯泡消耗的电功率为 W 4 若将电路乙中的电阻R 替换为另一个完全相同的小 灯泡 其他条件不变 则此时电 源内部的发热功率为 W 解析 由于要画出U I关系的 完整曲线 必须用分压接法画 出实验电路图 分别在小灯
9、泡 灯丝电阻的U I关系曲线图上 画出电源的伏安特性曲线 与 小灯泡灯丝电阻的U I关系的 曲线交点即为工作点 转到上页 转到下页 0 1 5 0 3 0 实验热点突破 显然接入图4甲电路时 灯泡中电流较大 小灯泡较亮些 在电 路乙中 小灯泡消耗的电功率为P UI 1 0 15 W 0 15 W 若 将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡 其他条件 不变 可等效为电动势为2 25 V 内阻为2 25 的电池连接一个 灯泡 在小灯泡灯丝电阻的U I关系曲线图上画出电源 电动势 2 25 V 内阻2 25 的伏安特性曲线 与小灯泡灯丝电阻的U I关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I
10、0 26 A 此时 电源内部的发热功率为P I2r 0 262 4 5 W 0 30 W 答案 1 实验电路图如图所示 2 甲 3 0 15 4 0 30 转到上页 变式训练2 2016 天津理综 9 3 某同学想要描绘标有 3 8 V 0 3 A 字样小灯泡L的伏安特性曲线 要求测量数据尽量 精确 绘制曲线完整 可供该同学选用的器材除开关 导线 外 还有 电压表V1 量程0 3 V 内阻等于3 k 电压表V2 量程0 15 V 内阻等于15 k 电流表A1 量程0 200 mA 内阻等于10 电流表A2 量程0 3 A 内阻等于0 1 滑动变阻器R1 0 10 额定电流2 A 滑动变阻器R2
11、 0 1 k 额定电流0 5 A 定值电阻R3 阻值等于1 定值电阻R4 阻值等于10 定值电阻R5 阻值等于1 k 电源E E 6 V 内阻不计 1 请画出实验电路图 并将各元件字母代码 标在该元件的符号旁 2 该同学描绘出的I U图象应是下图中的 实验热点突破 转到解析 实验热点突破 转回原题 备选训练 采用电流表外 接法 滑动变 阻器分压式接 法 连线提示 1 先用分压式接法将滑动 变阻器连入电路中 2 再将电流表 滑动变阻 器与小灯泡串联接入电路 电流表量程可由标称值计 算确定 备选训练 2013 江苏卷 10 为探究小灯泡的电功率P和电压 U的关系 小明测量小灯泡的电压U和电流I 利
12、用P UI得到电功率 实验所使用的小灯泡规格为 3 0 V 1 8 W 电源为12 V的电池 滑动 变阻器的最大阻值为10 1 准备使用的实物电路如图所示 请将滑动变阻器接入电路的正 确位置 用笔画线代替导线 备选训练 2 现有10 20 和50 的定值电阻 电路中的电阻R1 应选 的定值电阻 3 测量结束后 应先断开开关 拆除 两端的导 线 再拆除其他导线 最后整理好器材 10 电池 审题析疑 1 由小灯泡规格可计算知 小灯泡允许通过的最大 电流为0 6 A 故要求接入R1后 电路中的总电流要不 小于0 6 A 2 为防止电源短路及误将电源与其他电路接通 断开开关后 应先拆除电池两端的导线
13、再拆除 其他导线 根据I U R得 R总 U I 12 0 6 20 故 R1 10 备选训练 4 小明处理数据后将P U 2描点在坐标纸上 并作出了 一条直线 如图所示 请指出图象中不恰当的地方 1 这些点不 近似在一条 直线上 应 为一条曲线 2 坐标纸的空间 没有被充分利用 原因是绘图时 选择的横坐标的 标度太小 转到解析 备选训练 解析滚 动 转回原题 高考模拟演练 1 2015 浙江理综 22 图4是小红同学在做 描绘小灯泡的 伏安特性曲线 实验的实物连接图 1 根据图4在虚线框内画出实验电路图 2 调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如 图5中的 所示 电流表量程为0 6
14、A 电压表 量程为3 V 所示读数为 两组数据得到的 电阻分别 为 和 0 10 A 转到解析 0 24 A 2 00 V0 27 V 8 3 2 7 高考模拟演练 转回原题 高考模拟演练 2 某实验小组的同学在学校实验室中发现一电学元件 该电学 元件上标有 最大电流不超过6 mA 最大电压不超过7 V 同学 们想通过实验描绘出该电学元件的伏安特性曲线 他们设计的 一部分电路如图7所示 图中定值电阻R 1 k 用于限流 电 流表量程为10 mA 内阻约为5 电压表 未画出 量程为10 V 内阻约为10 k 电源电动势E为12 V 内阻不计 1 实验时有两个滑动变阻器可供选择 A 阻值0 200
15、 额定电流0 3 A B 阻值0 20 额定电流0 5 A 应选的滑动变阻器是 填 A 或 B 正确接线后 测得数据如下表 12345678910 U V 0 00 3 00 6 00 6 16 6 28 6 32 6 36 6 38 6 39 6 40 I m A 0 00 0 00 0 00 0 06 0 50 1 00 2 00 3 00 4 00 5 50 2 由以上数据分析可知 电压表应并联在M与 之间 填 O 或 P 3 将电路图在虚线框中补充完整 4 从表中数据可知 该电学元件的电阻的特点是 解析 1 滑动变阻器A允许的最大电压为0 3 200 V 60 V 12 V 滑动变阻器
16、B两端所能加的最大电压 为0 5 20 V 10 V 12 V 为保证安全 滑动变阻器 应选A 2 由表中实验数据可知 电学元件电阻最小测量值 约为R 6 4V 0 0 055A 1 163 6 电流表内阻约 为5 电压表内阻约为10 k 相对来说 元件电 阻远大于电流表内阻 电流表应采用内接法 因此 电压表应并联在M与P之间 高考模拟演练 高考模拟演练 3 描绘伏安特性曲线 电压与电流从零开始变化 滑动变阻器 应采用分压接法 由 2 可知 电流表采用内接法 实验电路图 如图所示 4 由表中实验数据可知 当元件两端的电压小于6 V 时 电路电流很小 几乎为零 由欧姆定律可知 元件电阻非 常大 不导电 当元件两端电压大于6 V时 随着电压的升高电 流迅速增大 电压与电流的比值减小 电阻变小 答案 1 A 2 P 3 电路图见解析图 4 当元件两端的电压 小于6 V时 元件电阻非常大 不导电 当元件两端电压大于6 V时 随着电压的升高而电阻变小
