高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)8 描繪小電珠的伏安特性曲線課件

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1、,恒定電流,第 七 章,實(shí)驗(yàn)八描繪小電珠的伏安特性曲線,欄目導(dǎo)航,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小電珠的伏安特性曲線 二、實(shí)驗(yàn)原理 用電流表和電壓表測(cè)出小電珠在不同電壓下的電流，建立IU坐標(biāo)系，描點(diǎn)連成直線或平滑曲線即得到小電珠的伏安特性曲線 為了盡可能多取些數(shù)據(jù)點(diǎn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用電流表外接法、滑動(dòng)變阻器分壓接法電路，因?yàn)樾‰娭榈碾娮栎^小,知識(shí)梳理 夯實(shí)基礎(chǔ),三、實(shí)驗(yàn)器材 小電珠、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、導(dǎo)線，開關(guān)、坐標(biāo)紙 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1連接電路 將小電珠、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示電路,2測(cè)出小電珠在不同電壓下的電流 (1)閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)

2、移到最左端，以使開關(guān)閉合時(shí)小電珠兩端的電壓能從零開始變化：同時(shí)，這樣做也防止開關(guān)剛閉合時(shí)小電珠兩端電壓過(guò)大而燒壞燈絲 (2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，測(cè)出多組不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格.,3.畫出伏安特性曲線 (1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系 (2)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜) (3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)就得到小電珠的伏安特性曲線 4拆除電路，整理儀器 五、誤差分析 1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差 2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來(lái)誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)

3、規(guī)則讀數(shù) 3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)操作誤差,六、注意事項(xiàng) 1電路的連接方式： (1)電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾‰娭?3.8 V 0.3 A)的電阻很小，與00.6 A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大 (2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接，目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化 2閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉合時(shí)小電珠的電壓從零開始變化，同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓過(guò)大而燒壞燈絲,3IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0 V左右繪點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)較大誤差 4電流表選擇0.6 A量程，電壓表量程的選擇視小電珠的額定

4、電壓而定，即使用的若是“3.8 V 0.3 A”的小電珠，選用電壓表的15 V量程，若使用“2.5 V 0.6 A”的小電珠，則選用電壓表的3 V量程 5當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加，到額定值記錄I后馬上斷開開關(guān) 6誤差較大的點(diǎn)要舍去，IU圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線,七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 一種測(cè)小電珠的電阻的準(zhǔn)確方法： 如圖所示，兩個(gè)電壓表完全相同且內(nèi)阻很大移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)，使兩個(gè)電壓表示數(shù)相同，則電阻箱的讀數(shù)即為小電珠電阻值，記下小電珠的電阻和電壓，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，采用相同方法，記下相應(yīng)電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù)在坐標(biāo)紙上畫出RU圖線，并分析R隨U變化的規(guī)律,在描繪小

5、電珠的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，由于電表內(nèi)阻的影響，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差使得小電珠的電阻測(cè)量不準(zhǔn)確上述實(shí)驗(yàn)方法可以消除這種誤差，操作、讀數(shù)比較方便,考點(diǎn)1電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)原理 例1(2017浙江嘉興調(diào)研)在做“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約為十幾千歐實(shí)驗(yàn)中得到了多組數(shù)據(jù)，通過(guò)描點(diǎn)連線在IU坐標(biāo)系中得到了小電珠的伏安特性曲線如圖甲所示 (1)在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路,核心考點(diǎn) 分層突破,(2)根據(jù)圖甲所示，可確定小電珠的功率P與U2和P與I2的關(guān)系，下列示意圖中合理的是_,D,(3)將被測(cè)小電珠與定值電阻R和電源串聯(lián)成如圖丙所示的

6、電路電源電動(dòng)勢(shì)為6.0 V，內(nèi)阻為1.0 .若電路中的電流為0.40 A，則定值電阻R所消耗的電功率為_ W.,0.64,(3)由小電珠的伏安特性曲線可知，電流I0.40 A時(shí)，小電珠兩端電壓UL4 V，由歐姆定律可知，內(nèi)電壓UIr0.4 V，由閉合電路歐姆定律可知定值電阻兩端電壓UREULU1.6 V，所以定值電阻消耗的電功率PURI0.64 W. 答案：(1)電路圖、實(shí)物圖如圖所示,R1,(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一同學(xué)將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加，當(dāng)電壓達(dá)到1.23 V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很暗，當(dāng)達(dá)到2.70 V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡已過(guò)亮，便立即斷開開關(guān)，并將所測(cè)數(shù)據(jù)記錄在表格中.,請(qǐng)你根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

7、在如圖所示坐標(biāo)系中作出燈泡的UI圖線 (3)由圖象得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為_V：這一結(jié)果大于1.22 V，其原因是_ _,2.5(2.42.6均可),小燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻(或小燈泡的電阻隨溫,度的升高而變大),(2)如圖所示 (3)由PUI0.75 W，再結(jié)合圖象可知U額2.5 V；小燈泡的額定電壓大于1.23 V的原因是小燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻,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

8、,例3(2016山西太原模擬)發(fā)光二極管(LED)是一種節(jié)能、環(huán)保的元器件，被廣泛應(yīng)用到顯示器、照明等各領(lǐng)域某興趣小組為探究工作電壓是“1.44V”、最大正向直流電流是“520 mA”的LED管的IU曲線，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)室備有以下器材： 電流表A1：量程050 mA，內(nèi)阻約為50 電流表A2：量程0200 mA，內(nèi)阻約為10 電壓表V：量程05 V，內(nèi)阻約為10 k 滑動(dòng)變阻器R1；阻值范圍015 ，允許最大電流1 A 滑動(dòng)變阻器R2：阻值范圍01 k，允許最大電流100 mA 直流電源正：輸出電壓6 V，內(nèi)阻不計(jì) 開關(guān)(S)、導(dǎo)線若干,(1)為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，電流表應(yīng)選擇_；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_ (以上填器材代號(hào)) (2)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)描點(diǎn)繪出了如圖乙所示的IU圖象，而發(fā)光二極管(LED)的效率與通過(guò)二極管的電流I的關(guān)系曲線如圖丙所示其中發(fā)光二極管的效率是指輻射的全部光功率與供給發(fā)光二極管的電功率比值則發(fā)光二極管效率達(dá)最大時(shí)其電阻R1_，輻射的光功率 _W.,A1,R1,106.7,0.005 76,規(guī)律總結(jié)：本題屬于描繪小電珠伏安特性曲線的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，創(chuàng)新之處主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，核心研究對(duì)象由小電珠改成了LED發(fā)光二極管；其二，需要考生整合圖乙和圖丙中的信息得到二極管的發(fā)光功率,對(duì)應(yīng)演練 遷移運(yùn)用,