高考物理一輪復(fù)習(xí) 實驗增分 專題9 描繪小電珠的伏安特性曲線課件

恒定電流第第 八八 章章實驗九描繪小電珠的伏安特性曲線實驗九描繪小電珠的伏安特性曲線考綱要求考情分析命題趨勢描繪小電珠的伏安特性曲線2017全國卷，232016天津卷，9(3)高考對本實驗的考查主要側(cè)重于以下四個方面：1.伏安法測電阻電路連接形式(電流表內(nèi)接、外接)的確定：2.控制電路的確定(分壓式)，3.實驗儀器的選擇；4.實驗原理的理解及其創(chuàng)新(注意結(jié)合電源的UI圖線考查工作點問題)知識梳理知識梳理夯實基礎(chǔ)夯實基礎(chǔ)核心考點核心考點分層突破分層突破對應(yīng)演練對應(yīng)演練遷移運用遷移運用欄目導(dǎo)航 一、實驗流程知識梳理知識梳理 夯實基礎(chǔ)夯實基礎(chǔ) 二、注意事項 1電流表外接法 本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小因此測量電路必須采用電流表外接法 2滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接 本實驗要做出UI圖象，要求測出一組包括零在內(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其額定電壓 三、誤差分析 1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值 2測量時讀數(shù)帶來誤差 3在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差 考點1電路設(shè)計和實驗原理 例1(2017全國卷)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V(量程3 V，內(nèi)阻3 k)；電流表A(量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 )；固定電阻R0(阻值1 000 )；滑動變阻器R(阻值09.0 )；電源E(電動勢5 V，內(nèi)阻不計)；開關(guān)S；導(dǎo)線若干 (1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，畫出實驗電路原理圖核心考點核心考點 分層突破分層突破 (2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖甲所示由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_，燈絲的電阻率，燈絲的電阻率_.(均選填均選填“增大增大”“”“不變不變”或或“減小減小”)增大增大 增大增大 (3)用另一電源E0(電動勢4 V，內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖乙所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_W，最大功率為_W.(結(jié)果均保留兩位小數(shù))0.39 1.17 解析解析(1)要實現(xiàn)在要實現(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，則滑動變阻器需要設(shè)計成分壓接法；電壓表量，則滑動變阻器需要設(shè)計成分壓接法；電壓表V應(yīng)與固定電阻應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián)，將量程改為串聯(lián)，將量程改為4 V由于小燈泡正常發(fā)光時電阻約為由于小燈泡正常發(fā)光時電阻約為12 ，所以，所以需將電流表外接需將電流表外接(2)由小燈泡伏安特性曲線可知，隨著電流的增加由小燈泡伏安特性曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻增大根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大小燈泡的電阻增大根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大 (3) 當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最大為9.0 時，流過小燈泡的電流最小，小燈泡的實際功率最小，把滑動變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分，在題圖甲中畫出等效電源E0(電動勢4 V，內(nèi)阻1.00 9.0 10 )的伏安特性曲線，函數(shù)表達(dá)式為U410I(V)，圖線如圖中所示，故小燈泡的最小功率為PminU1I11.750.225W0.39 W當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最小為零時，流過小燈泡的電流最當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最小為零時，流過小燈泡的電流最大，小燈泡的實際功率最大，在題圖甲中畫出電源大，小燈泡的實際功率最大，在題圖甲中畫出電源E0(電動勢電動勢4 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻1.00 )的伏的伏安特性曲線，函數(shù)表達(dá)為為安特性曲線，函數(shù)表達(dá)為為U4I(V)，圖線如圖中，圖線如圖中所示，故小燈泡的最大功率所示，故小燈泡的最大功率為為PmaxU2I23.680.318 W1.17 W. 考點2數(shù)據(jù)處理和誤差分析 例2某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小實驗器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接 (1)實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接； (2)某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_A； (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將_只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為_W.(結(jié)果保留兩位小數(shù))0.44 4 2.25 解析(1)連線如圖所示 考點3實驗改進(jìn)與創(chuàng)新 本實驗的創(chuàng)新改進(jìn)之處主要集中在三點： 1數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)：采取“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理 2被測元件的變更：探究其他元件的伏安特性 3實驗?zāi)康淖兏喝缣骄吭碾娮桦S溫度變化的規(guī)律 例3某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 k)、電流表(內(nèi)阻約為1 )、定值電阻等(1)使用多用電表測元件使用多用電表測元件X的電阻選擇的電阻選擇“1”歐姆檔測量，示數(shù)如圖甲所歐姆檔測量，示數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為示，讀數(shù)為_.據(jù)此應(yīng)選擇圖中的據(jù)此應(yīng)選擇圖中的_(選填選填“乙乙”或或“丙丙”)電路進(jìn)行電路進(jìn)行實驗實驗10 乙乙 (2)連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸_；(選填“增大”或“減小”) 依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)試驗(3)圖丁是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖丁是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的UI圖線由圖可判斷元件圖線由圖可判斷元件_(選填選填“X”或或“Y”)是非線性元件是非線性元件增大增大 Y (4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R21 的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r.電路如圖戍所示閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V，利用圖丁可算得E_V，r_.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表) 解析(1)歐姆表的讀數(shù)R示數(shù)倍率，得R10 ；根據(jù)實驗電路產(chǎn)生誤差的原因知應(yīng)選用電流表外接，故選擇乙電路進(jìn)行實驗 (2)滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，R左增大，待測電阻兩端的電壓增大，所以電流表的示數(shù)增大 (3)根據(jù)伏安特性曲線知，X為線性元件，Y為非線性元件，且RX10 .3.2 0.50