《高考物理一轮复习 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线教学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线教学案（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式.2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线 1实验原理(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出IU图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系2实验器材小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“03V15V”、电流表“00.6A3A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔3实验步骤(1)画出电路图(如实验原理图甲)(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路(3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U
2、和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中(4)数据处理在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系在坐标纸上描出各组数据所对应的点将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线4实验器材选取(1)原则：安全；精确；操作方便(2)具体要求电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流干电池中电流一般不允许超过0.6A.用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器【规律方法总结】1滑动
3、变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节范围UE0UE负载R上电流的调节范围I0I2.两种接法的适用条件(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(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)3注意事项(1)电路的连接方式：电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小，与量程为0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开
4、关闭合时小电珠的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝(3)IU图线在U01.0V左右将发生明显弯曲，故在U1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差4误差分析(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，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、作图带来误差高频考点一实验原理与电路设计例12016天津理综9(3)某同学想要描绘标有“3.8 V0.3 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03 V，内阻
5、等于3 k)电压表V2(量程015 V，内阻等于15 k)电流表A1(量程0200 mA，内阻等于10 )电流表A2(量程03 A，内阻等于0.1 )滑动变阻器R1(010 ，额定电流2 A)滑动变阻器R2(01 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(E6 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IU图象应是下图中的_。(1)电路图如图所示，滑动变阻器的选择：R2的阻值太大，调节不灵敏，故选R1。与电流表A1并联的电阻：由于A1的内阻为10 ，若选R4为并联
6、电阻，则量程为00.4 A，若并联阻值过小，电流表读数偏小，读数欠精确。与电压表串联的电阻：分压电阻的阻值应该与电压表V1的内阻具有可比性，故选择R5作为分压电阻，此时量程为04V。答案：(1)图见解析(2)B 【变式探究】(2015浙江理综22)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图图1图2(1)根据图1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2中的、所示，电流表量程为0.6 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_答案(1)见解析图(2)0.10 A0.24 A2.00 V0.27 V8.3 (8
7、.30.1 均可)2.7 (2.70.1 均可)如填为2.7 (2.70.1 均可)83 (8.30.1 均可)也行解析(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线需要测量电压范围大，变阻器用分压式接法，小灯泡电阻比较小，电流表要外接，电路图如图所示【变式探究】小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5 V，最大电流不超过0.55 A)的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：A电压表(量程3 V，内阻6 k)B电压表(量程15 V，内阻30 k)C电流表(量程0.6 A，内阻0.5 )D电流表(量程3 A，内阻0.1 )E滑动变阻器(阻值范围05 ，额定电流为0.6 A)F滑动变阻器(阻值范围010
8、0 ，额定电流为0.6 A)G直流电源(电动势E3 V，内阻不计)H开关、导线若干该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压).I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)为了提高实验结果的准确程度，电流表选_；电压表选_；滑动变阻器选_(以上均填写器材代号)(2)请在虚线框中画出实验电路图答案(1)CAE(2)见解析图(2)由表格中的数据，根据R，估算电学元件的电阻值大约为几欧，因此电流表外接电路图如图所示【举一反
9、三】要测绘一个标有“6 V2.5 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：A直流电源(6 V，内阻未知)B电流表G(满偏电流3 mA，内阻Rg10 )C电流表A(00.6 A，内阻未知)D滑动变阻器R(020 ，5 A)E滑动变阻器R(0200 ，1 A)F定值电阻R0(阻值1 990 )G开关与导线若干(1)由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表G作为电压表使用测出小灯泡两端电压，再用电流表A测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线，该方案实际上不可行，其最主要的原因是_.(2)为完成本实验，滑动变阻器应选_(填器材前的序号)(3)请在图3中
10、完成本实验的实物电路图的连线图3答案(1)电流表G分压较小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大(2)D(3)如图所示【方法技巧】电学实验电路设计的思路与方法1首先应明确题目的要求，看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或要求设计达到何种标准的电路等其设计原则是：安全、方便、经济2在测量电路中，一般有电流表内接和外接两种方法，对于给定电表内阻的情况，应先比较R0与待测电阻Rx的关系，其中R0，若RxR0，则设计为电流表内接法；若RxR0，则设计为电流表外接法；若电表量程不合适，往往还要用定值电阻对电表进行改装3控制电路分滑动变阻器的分压式和限流式两种接法，两种接法的选择方法如下：(
11、1)采用限流式接法时不能控制电流(或电压)满足实验要求，即滑动变阻器阻值调到最大，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或额定电压)，则必须选用分压式接法(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式接法(3)若实验中要求测量电路中电压从0开始变化，则必须采用分压式接法(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低高频考点二数据处理及误差分析例2某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验
12、器材如图4甲所示，现已完成部分导线的连接实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；图4某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A；该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 V、内阻为1 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W(保留两位小数)答案连线如图所示0.4442.25【变式探究】由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线可供选择的
13、实验器材有：A待测电阻器Rx(2.5 V,1.2 W)B电流表A(00.6 A，内阻为1 )C电压表V(03 V，内阻未知)D滑动变阻器(010 ，额定电流为1 A)E电源(E3 V，内阻r1 )F定值电阻R0(阻值为5 )G开关一个和导线若干(1)实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图(2)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00UR/V其中，I是电流表的示数，U是电压表的示数，UR是电阻器两端的实际电压请通过计算补全表格中的空格，然后在图5中画出电阻器的伏安特性曲线图5(3)该同学将本实验中的电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是_W(结果保留两位小数)答案见解析解析(1)要使电阻器两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法电路图如图甲所示【方法技巧】电源与小灯泡的伏安特性曲线结合法电源对电路中小灯泡供电工作，显然路端电
