福建專用高三物理一輪復(fù)習(xí) 第7章第6課時(shí) 實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線課件 魯科版

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1、第六課時(shí)實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線第六課時(shí)實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線1描繪小電珠的伏安特性曲線，并分析伏安特性曲線的變化規(guī)律2理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中合適器材的選擇原則，會(huì)根據(jù)需要選擇不同電路一、實(shí)驗(yàn)原理1根據(jù)歐姆定律，在純電阻電路中，當(dāng)電阻的阻值恒定時(shí)，電阻兩端的電壓和通過(guò)電阻的電流成線性關(guān)系，UI圖線是一條傾斜直線對(duì)一只小電珠來(lái)說(shuō)，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值可以相差幾倍到幾十倍，所以，它的伏安特性曲線是一條曲線2用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流，用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓得到多組(I，U)值，在UI坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來(lái)即得到小電珠的伏安特性曲線3因?yàn)樾‰?/p>

2、珠電阻很小，測(cè)量電路應(yīng)選用電流表外接法，要使小電珠兩端電壓從0開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法二、實(shí)驗(yàn)器材小電珠、電池、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙三、實(shí)驗(yàn)步驟1確定電流表、電壓表的量程，按原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路2把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最小的位置(原理圖中的最左端)，經(jīng)檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S.3移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)出812組不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.4在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，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5拆除電路、整理儀器四、

3、注意事項(xiàng)1電路的連接方式：(1)因?yàn)樾‰娭榈碾娮韬苄?，與00.6 A的電流表串聯(lián)時(shí)，應(yīng)采用電流表外接法(2)因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)要求小電珠兩端電壓能從0開(kāi)始連續(xù)變化，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式連接2閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為0的一端3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電壓而定4所測(cè)數(shù)據(jù)中誤差較大的點(diǎn)要舍去，UI圖象應(yīng)是平滑曲線而非折線5作圖時(shí)最小單位與電表分度一致，并且大小要適宜五、誤差分析1由于電壓表不是理想電表，對(duì)電路的影響帶來(lái)誤差2測(cè)量時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)不準(zhǔn)引起誤差 實(shí)驗(yàn)器材和電路的選擇【例1】 (2011年海淀模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線

4、”的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下：器材器材規(guī)格規(guī)格器材器材規(guī)格規(guī)格小電珠小電珠標(biāo)有標(biāo)有“3.8 V03 A”字樣字樣滑動(dòng)變阻滑動(dòng)變阻器器R1最大阻值最大阻值10 ，額定電流額定電流1.0 A電壓表電壓表V量程量程05 V，內(nèi)阻約內(nèi)阻約5 k滑動(dòng)變阻滑動(dòng)變阻器器R2最大阻值最大阻值1 k，額定電流額定電流0.5 A電流表電流表A1量程量程0100 mA，內(nèi)阻約內(nèi)阻約4 直流直流電源電源E電動(dòng)勢(shì)約為電動(dòng)勢(shì)約為6 V，內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為0.5 (1)在上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_；電流表應(yīng)選_(2)在圖(甲)中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，把實(shí)驗(yàn)儀器連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路 (3)利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在IU坐

5、標(biāo)系中描繪出了圖(乙)所示的小電珠的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出圖(丙)中正確的是(圖中P為小電珠功率)()思路點(diǎn)撥：電流表(電壓表)選取的依據(jù)：參照(估算)電路中出現(xiàn)的電流(電壓)的最大值答案：(1)R1A2(2)見(jiàn)解析圖(3)D 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【例2】 (2011年天津模擬)(12分)表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小電珠UI關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215 (1)分析表格內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖中的_(選填“(甲)”或“(乙)”)；(2)在如圖(

6、丙)所示的方格紙內(nèi)畫(huà)出小電珠的UI曲線分析曲線可知小電珠的電阻值隨I變大而_(選填“變大”、“變小”或“不變”)；(3)如圖(丁)所示，用一個(gè)定值電阻R和兩個(gè)上述小電珠組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為3 V的電源上已知流過(guò)電阻R的電流是流過(guò)小電珠L(zhǎng)2電流的兩倍，則流過(guò)小電珠L(zhǎng)1的電流約為_(kāi) A.規(guī)范解答：(1)從表中數(shù)據(jù)可看出，小電珠兩端電壓可以從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，這說(shuō)明滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓式接法，故應(yīng)選用(甲)圖(3分)(2)在方格紙上根據(jù)UI數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線，其UI圖象如圖(3分)隨U和I的增大，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率越來(lái)越大，故其電阻變大(3分)(3)因流過(guò)電阻R的電流是流過(guò)L2

7、電流的兩倍，則流過(guò)L1的電流是流過(guò)L2電流的3倍，而L1、L2兩端的電壓之和為3 V，在第(2)問(wèn)描繪出的UI圖象中，找出一個(gè)電流I對(duì)應(yīng)的電壓U1，再找出3I對(duì)應(yīng)的電壓U2，直到U1U23 V為止最后得出結(jié)果，流過(guò)L1的電流為0.21 A(3分)答案：(1)甲(2)UI曲線見(jiàn)規(guī)范解答變大(3)0.21 (1)在UI圖象中，曲線的切線的斜率表示R大小(2)在第(3)問(wèn)中，分析L1、L2阻值時(shí)，由于通過(guò)電流不同，阻值是不同的，不能再認(rèn)為阻值相同來(lái)計(jì)算 考點(diǎn)一：實(shí)驗(yàn)器材和電路的選擇【例1】 (能力題)某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件如圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對(duì)其提出

8、質(zhì)疑，先需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：(1)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用_；電壓表應(yīng)選用_；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(以上均填器材代號(hào))(2)為達(dá)到上述目的，請(qǐng)?jiān)谌鐖D虛線框內(nèi)畫(huà)出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)(3)若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請(qǐng)說(shuō)明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)？相同點(diǎn)：_，不同點(diǎn)：_.答案：(1)A2V1R1(2)如圖(3)相同點(diǎn)：通過(guò)該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過(guò)小電珠的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系不同點(diǎn)：該元件的電阻值隨電壓的增大而減小，而小電珠的電阻值隨電壓的增大而增大考點(diǎn)二：數(shù)據(jù)的處理【例

9、2】 (能力題)圖(甲)為某同學(xué)測(cè)繪額定電壓為2.5 V小燈泡的IU圖線實(shí)驗(yàn)電路圖(1)根據(jù)電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖(乙)中的實(shí)驗(yàn)電路連接成完整實(shí)驗(yàn)電路(2)開(kāi)關(guān)S閉合之前，圖(乙)中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于_(選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)(3)已知小燈泡燈絲在27 時(shí)電阻值約為1.5 ，并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比(熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為T273t)，根據(jù)如圖(丙)畫(huà)出的小燈泡IU特性曲線，估算該燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲的溫度約為_(kāi) (保留兩位有效數(shù)字)解析：對(duì)于分壓電路，開(kāi)關(guān)S閉合前，應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最左端(A端)，使待測(cè)電路上電壓為零由燈絲電

10、阻與熱力學(xué)溫度成正比可得RkT，當(dāng)燈絲溫度為300 K時(shí)電阻為1.5 可得k0.005.由小燈泡的IU特性曲線可得當(dāng)電壓為2.5 V時(shí)燈絲中電流約為0.265 A，根據(jù)歐姆定律可得出燈絲電阻RU/I9.4 ，由RkT解得此時(shí)燈絲熱力學(xué)溫度TR/k1 880 K，即燈絲溫度為tT2731 607 1.6103 .答案：(1)實(shí)物連線圖如圖所示(2)A端(3)1.6103(2010年浙江理綜，21)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)得電流電壓的數(shù)據(jù)如下表所示：電電流流I/mA2.7 5.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2電電壓壓U/V0.040

11、.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46 (1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；(2)為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖所示；請(qǐng)指出圖線的特征，并解釋形成的原因解析：(1)如圖所示(2)電阻隨電流增大而增大剛開(kāi)始溫度低，電阻變化不很大，隨著電流增大，燈絲溫度升高加快，電阻增大也變快最后，有部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢答案：見(jiàn)解析【測(cè)控導(dǎo)航】 考點(diǎn)考點(diǎn)題號(hào)題號(hào)1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理12.實(shí)驗(yàn)器材和電路的選擇實(shí)驗(yàn)器材和電路的選擇2、43.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理31.(2009年天津卷)為探究小燈泡L的伏安特性，連

12、好如圖(甲)所示的電路后閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開(kāi)始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光在圖(乙)中由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的UI圖象應(yīng)是(C)解析：燈絲電阻隨電壓的增大而增大，在圖象上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率應(yīng)越來(lái)越大A、B、D錯(cuò)誤，C正確故選C.2(2009年浙江理綜)如圖所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接答案：連接如圖中虛線所示3(2010年安徽理綜)太陽(yáng)能是一種清潔、“綠色”能源在我國(guó)上海舉辦的2010年世博會(huì)上，大量利用了太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)

13、有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)(沒(méi)有儲(chǔ)存電能)的IU特性所用的器材包括：太陽(yáng)能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了達(dá)到上述目的，請(qǐng)將圖(1)連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖(2)該實(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(2)所示的IU圖象，由圖(2)可知，當(dāng)電壓小于2.00 V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻_(填“很大”或“很小”)；當(dāng)電壓為2.80 V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻約為_(kāi) .答案：(1)連線如圖(2)很大1 000(9651 040均對(duì))4(2011年江蘇省蘇北四市高三第二次調(diào)研測(cè)試物

14、理試題)2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，以表彰他們對(duì)石墨烯的研究他們最初是用透明膠帶從石墨晶體上“粘”出一片石墨烯的我們平常所用的鉛筆芯中就含有石墨，能導(dǎo)電某同學(xué)設(shè)計(jì)了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示通過(guò)鉛筆芯的電流和其兩端的電壓)：U/V0.000.400.801.201.602.00I/A0.000.100.180.280.380.48實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：A電流表A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約為1.0 )B電流表A2(量程3 A，內(nèi)阻約為0.1 )C電壓表V1(量程3 V，內(nèi)阻3 k)D電壓表V2(量程15 V，內(nèi)阻15 k)E滑動(dòng)變阻器R1(阻值010 ，額定電流2 A)F滑動(dòng)變阻器R2(阻值02 k，額定電流0.5 A)(1)除長(zhǎng)約14 cm的中華繪圖2B鉛筆芯、穩(wěn)壓直流電源E(6 V)、開(kāi)關(guān)和帶夾子的導(dǎo)線若干外，還需選用的其他器材有_(填選項(xiàng)前字母)；(2)在虛線方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出鉛筆芯的IU圖線答案：(1)A、C、E(2)如圖(甲)所示(3)如圖(乙)所示