2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 8-3-2 實(shí)驗(yàn)九 描繪小電珠的伏安特性曲線課件.ppt

實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線,01,02,03,04,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 描繪小電珠的伏安特性曲線 2. 分析伏安特性曲線的變化規(guī)律,實(shí)驗(yàn)原理 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， 測(cè)出多組(U，I)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這些點(diǎn)連起來(lái) 電路設(shè)計(jì) (1)電流表外接：因?yàn)樾‰娭榈碾娮韬苄。绻娏鞅韮?nèi)接，誤差明顯較大 (2)滑動(dòng)變阻器采用分壓式：使電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,誤差分析 1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值 2測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差 3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差.,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,儀器的選擇 (1)電表的選擇：先估算電流或電壓值，在選擇電流表或電壓表時(shí)，應(yīng)使指針達(dá)到半偏以上 (2)滑動(dòng)變阻器的選擇：實(shí)驗(yàn)電路若采用限流式接法，一般選用阻值適當(dāng)大一些的滑動(dòng)變阻器，但不可過(guò)大；實(shí)驗(yàn)電路若采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小一些的滑動(dòng)變阻器，以便于調(diào)節(jié)，但要注意其額定電壓和額定電流值 (3)電源的選擇：綜合考慮小電珠、電壓表、電流表的量程以及滑動(dòng)變阻器的阻值，保證能為實(shí)驗(yàn)提供合適的電流或電壓,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,注意事項(xiàng) 1電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小電珠燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法。 2滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接 本實(shí)驗(yàn)要作出IU圖象，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。 3保護(hù)元件安全：為保護(hù)元件不被燒毀，開(kāi)關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端。加在小電珠兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓。,熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn) 例1有一個(gè)小電珠上標(biāo)有“4 V2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)電珠的IU圖線。有下列器材供選用： A電壓表(05 V，內(nèi)阻10 k) B電壓表(010 V，內(nèi)阻20 k) C電流表(00.3 A，內(nèi)阻1 ) D電流表(00.6 A，內(nèi)阻0.4 ) E滑動(dòng)變阻器(5 ，1 A) F滑動(dòng)變阻器(500 ，0.2 A) (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用_。(用序號(hào)字母表示) (2)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓從零開(kāi)始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_。(用序號(hào)字母表示) (3)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖。,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,轉(zhuǎn)到解析,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,解析(1)因小電珠的額定電壓為4 V，為保證安全，選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4 V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確，故選用05 V的電壓表，故選A；由PUI 得，小電珠的額定電流IP/U0.5 A，故應(yīng)選擇00.6 A量程的電流表，故選D。 (2)由題意可知，電壓從零開(kāi)始變化，并要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，故選E。 (3)小電珠內(nèi)阻RU 2/P 8 ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于小電珠內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法，故電路圖和實(shí)物連接圖如圖所示。 答案(1)AD(2)E(3)圖見(jiàn)解析,轉(zhuǎn)回原題,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,滑動(dòng)變阻器的兩種接法的適用條件 (1)限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的最大電阻還小)。 (2)分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的最大電阻要大)。 (3)若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法。,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,變式訓(xùn)練1 (2017全國(guó)卷，23)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A)；電壓表(量程3 V，內(nèi)阻3 k)；電流表(量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 )；固定電阻R0(阻值1 000 )；滑動(dòng)變阻器R(阻值09.0 )；電源E(電動(dòng)勢(shì)5 V，內(nèi)阻不計(jì))；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線若干。 (1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡 的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖 所示。由 實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_ (填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率_ (填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻1.00 )和題給器材 連接成圖b所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改 變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開(kāi)關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小 燈泡的最小功率為_(kāi) W，最大功率為_(kāi) W。 (結(jié)果均保留兩位小數(shù)),實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,轉(zhuǎn)到下頁(yè),轉(zhuǎn)回原題,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,轉(zhuǎn)回原題,轉(zhuǎn)到上頁(yè),實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,例2 如圖3甲所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡燈絲電阻的UI 關(guān)系曲線圖。 (1)在圖乙中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(根據(jù)該電路圖可得到UI 關(guān)系的完整曲線)，可用的器材有：電壓傳感器、電流傳感器、滑動(dòng)變阻器(變化范圍050 )、電動(dòng)勢(shì)為6 V的電源(不計(jì)內(nèi)阻)、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。 (2)如果將該小燈泡分別接入圖4甲、乙兩個(gè)不同電路，其中甲電路的電源為一節(jié)干電池，乙電路的電源為三節(jié)干電池，每節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)電阻為1.5 ，定值電阻R18 。則接入_(填“甲”或“乙”)電路時(shí)，小燈泡較亮些。,甲,轉(zhuǎn)到下頁(yè),實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,例2 (3)在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為_(kāi)W。 (4)若將電路乙中的電阻R 替換為另一個(gè)完全相同的小燈泡，其他條件不變，則此時(shí)電 源內(nèi)部的發(fā)熱功率為_(kāi)W。,解析由于要畫(huà)出UI關(guān)系的完整曲線，必須用分壓接法畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。分別在小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線圖上畫(huà)出電源的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系的曲線交點(diǎn)即為工作點(diǎn)。,轉(zhuǎn)到上頁(yè),轉(zhuǎn)到下頁(yè),0.15,0.30,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,顯然接入圖4甲電路時(shí)，燈泡中電流較大，小燈泡較亮些。在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為PUI10.15 W0.15 W。若將電路乙中的電阻R替換為另一個(gè)完全相同的小燈泡，其他條件不變，可等效為電動(dòng)勢(shì)為2.25 V、內(nèi)阻為2.25 的電池連接一個(gè)燈泡，在小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線圖上畫(huà)出電源(電動(dòng)勢(shì)2.25 V，內(nèi)阻2.25 )的伏安特性曲線，與小燈泡燈絲電阻的UI關(guān)系曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值為電源輸出電流I0.26 A，此時(shí)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率為PI2r0.2624.5 W0.30 W。 答案(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)甲(3)0.15(4)0.30,轉(zhuǎn)到上頁(yè),變式訓(xùn)練2 2016天津理綜，9(3)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整?？晒┰撏瑢W(xué)選用的器材除開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外，還有： 電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻等于3 k) 電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻等于15 k) 電流表A1(量程0200 mA，內(nèi)阻等于10 ) 電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻等于0.1 ) 滑動(dòng)變阻器R1(010 ，額定電流2 A) 滑動(dòng)變阻器R2(01 k，額定電流0.5 A) 定值電阻R3(阻值等于1 ) 定值電阻R4(阻值等于10 ) 定值電阻R5(阻值等于1 k) 電源E(E6 V，內(nèi)阻不計(jì)) (1)請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并將各元件字母代碼 標(biāo)在該元件的符號(hào)旁。 (2)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_。,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,轉(zhuǎn)到解析,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,轉(zhuǎn)回原題,備選訓(xùn)練,采用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器分壓式接法.,連線提示 1.先用分壓式接法將滑動(dòng)變阻器連入電路中. 2.再將電流表、滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)接入電路.電流表量程可由標(biāo)稱值計(jì)算確定.,【備選訓(xùn)練】 (2013江蘇卷，10)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I,利用PUI得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V,1.8 W”,電源為12 V的電池,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10 . (1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖所示請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置(用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線),備選訓(xùn)練,(2)現(xiàn)有10 、20 和50 的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選_的定值電阻 (3)測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除_兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材,10,電池,審題析疑,1、由小燈泡規(guī)格可計(jì)算知,小燈泡允許通過(guò)的最大電流為0.6 A,故要求接入R1后,電路中的總電流要不小于0.6 A.,2、為防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，應(yīng)先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線,根據(jù)IU/R得, R總U/I12/0.6 20 ,故R1=10 ,備選訓(xùn)練,(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U 2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上,并作出了一條直線,如圖所示.請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?1.這些點(diǎn)不近似在一條直線上，應(yīng)為一條曲線.,2.坐標(biāo)紙的空間沒(méi)有被充分利用.原因是繪圖時(shí)選擇的橫坐標(biāo)的標(biāo)度太小.,轉(zhuǎn)到解析,備選訓(xùn)練,解析滾動(dòng),轉(zhuǎn)回原題,高考模擬演練,1(2015浙江理綜，22)圖4是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖。 (1)根據(jù)圖4在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖； （2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖5中的、所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為：、 、。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別 為和。,轉(zhuǎn)到解析,高考模擬演練,轉(zhuǎn)回原題,高考模擬演練,2某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件，該電學(xué)元件上標(biāo)有“最大電流不超過(guò)6 mA，最大電壓不超過(guò)7 V”，同學(xué)們想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線，他們?cè)O(shè)計(jì)的一部分電路如圖7所示，圖中定值電阻R1 k，用于限流；電流表量程為10 mA，內(nèi)阻約為5 ；電壓表(未畫(huà)出)量程為10 V，內(nèi)阻約為10 k；電源電動(dòng)勢(shì)E為12 V，內(nèi)阻不計(jì)。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇： A阻值0200 ，額定電流0.3 A B阻值020 ，額定電流0.5 A 應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是_(填“A”或“B”)。 正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：,(2)由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與_之間(填“O”或“P”)； (3)將電路圖在虛線框中補(bǔ)充完整； (4)從表中數(shù)據(jù)可知，該電學(xué)元件的電阻的特點(diǎn)是： _ _。 解析(1)滑動(dòng)變阻器A允許的最大電壓為0.3200 V 60 V12 V，滑動(dòng)變阻器B兩端所能加的最大電壓 為0.520 V10 V<12 V，為保證安全，滑動(dòng)變阻器 應(yīng)選A。 (2)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電學(xué)元件電阻最小測(cè)量值 約為R 6.4V/0.0 055A1 163.6 ，電流表內(nèi)阻約 為5 ，電壓表內(nèi)阻約為10 k，相對(duì)來(lái)說(shuō)，元件電 阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，因此 電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與P之間。,高考模擬演練,高考模擬演練,(3)描繪伏安特性曲線，電壓與電流從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由(2)可知，電流表采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：(4)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)元件兩端的電壓小于6 V時(shí)，電路電流很小，幾乎為零，由歐姆定律可知，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí)，隨著電壓的升高電流迅速增大，電壓與電流的比值減小，電阻變小。 答案(1)A(2)P(3)電路圖見(jiàn)解析圖(4)當(dāng)元件兩端的電壓小于6 V時(shí)，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí)，隨著電壓的升高而電阻變小,