2021高考物理一輪復習第八章恒定電流實驗十描繪小電珠的伏安特性曲線課件新人教版

1、實驗十描繪小電珠的伏安特性曲線實驗十描繪小電珠的伏安特性曲線知識梳理知識梳理 自測鞏固自測鞏固一、實驗目的一、實驗目的1掌握滑動變阻器的使用方法及連接方法。掌握滑動變阻器的使用方法及連接方法。2掌握伏安特性曲線的描繪方法。掌握伏安特性曲線的描繪方法。3理解小電珠的伏安特性曲線為什么不是一條直線。理解小電珠的伏安特性曲線為什么不是一條直線。二、實驗原理二、實驗原理根據(jù)歐姆定律，在純電阻電路中，當電阻的阻值恒定時，電阻兩端的電壓和通根據(jù)歐姆定律，在純電阻電路中，當電阻的阻值恒定時，電阻兩端的電壓和通過電阻的電流成線性關系，過電阻的電流成線性關系，ui圖象是一條直線；如果電阻的阻值是變化的，圖象是一

2、條直線；如果電阻的阻值是變化的，ui圖象不再是一條直線。本實驗用伏安法測出小燈泡兩端電壓及電流，描繪出小燈泡圖象不再是一條直線。本實驗用伏安法測出小燈泡兩端電壓及電流，描繪出小燈泡的的ui圖象。實驗電路如圖所示。對一只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時燈絲圖象。實驗電路如圖所示。對一只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時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。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。三、實驗步驟三、實驗步驟1按如圖所示的電路原理圖連接電路，在閉合開關前變阻器的滑片靠近圖中按如圖所示的電路原理圖連接電路，在閉合開關前變阻器的滑片靠近圖

3、中所示的所示的_端。端。2閉合開關，移動滑片閉合開關，移動滑片p，讀出十幾組，讀出十幾組u、i值，并記錄在表格中。值，并記錄在表格中。3建立建立ui坐標系，將所得幾組坐標系，將所得幾組u、i值在坐標上描出所對應的點。值在坐標上描出所對應的點。4用平滑的曲線將各點連接起來，即為用平滑的曲線將各點連接起來，即為ui圖象。圖象。四、數(shù)據(jù)處理四、數(shù)據(jù)處理實驗中，在調節(jié)滑動變阻器的滑片位置改變燈泡兩端電壓時，盡量使燈泡的電實驗中，在調節(jié)滑動變阻器的滑片位置改變燈泡兩端電壓時，盡量使燈泡的電壓變換有規(guī)律，再對應地讀電流值，然后再根據(jù)所取的電壓、電流的最大值，選取壓變換有規(guī)律，再對應地讀電流值，然后再根據(jù)所

4、取的電壓、電流的最大值，選取適當?shù)臋M、縱坐標分度，描點畫圖，這樣可以使所取的點在坐標平面內分布的盡量適當?shù)臋M、縱坐標分度，描點畫圖，這樣可以使所取的點在坐標平面內分布的盡量大而且分布疏密程度均勻一些。大而且分布疏密程度均勻一些。a 五、實驗器材選取五、實驗器材選取1原則：安全；精確；操作方便。原則：安全；精確；操作方便。2具體要求具體要求(1)電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流。干電池中電流一般不允電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流。干電池中電流一般不允許超過許超過0.6 a。(2)用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流。用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實

5、際最大電流。(3)電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值。電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值。(4)滑動變阻器，分壓式接法要選用滑動變阻器，分壓式接法要選用_滑動變阻器。滑動變阻器。小阻值小阻值六、誤差分析六、誤差分析1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內阻對電路的影響會帶來誤差。由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內阻對電路的影響會帶來誤差。2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差。電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差。3在坐標紙上描點、作圖帶來操作誤差。在坐標紙上描點、作圖帶來操作誤差。七、注意事項七、注意事項1本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表本實

6、驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表_。2本實驗要作出本實驗要作出ui圖線，要求測出一組包括零在內的電流、電壓值，故控圖線，要求測出一組包括零在內的電流、電壓值，故控制電路必須采用制電路必須采用_接法。接法。3為保護元件不被燒毀，開關閉合前變阻器滑片應位于電路圖中的為保護元件不被燒毀，開關閉合前變阻器滑片應位于電路圖中的a端。端。外接法外接法分壓分壓4iu圖象在圖象在u01.0 v左右將發(fā)生明顯彎曲，故在左右將發(fā)生明顯彎曲，故在u1.0v左右繪點要密，左右繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差。以防出現(xiàn)很大誤差。5電流表選擇電流表選擇0.6 a量程，電壓表量程選擇視小燈泡的額定電壓而

7、定。量程，電壓表量程選擇視小燈泡的額定電壓而定。6當小燈泡電壓快接近額定電壓值時，要緩慢地增加到額定電壓值，記錄當小燈泡電壓快接近額定電壓值時，要緩慢地增加到額定電壓值，記錄i后后馬上斷開開關。馬上斷開開關。7誤差較大的點要舍去，誤差較大的點要舍去，iu圖象應是平滑曲線而非折線。圖象應是平滑曲線而非折線。8建立坐標系時，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標軸選取的標度要合建立坐標系時，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標軸選取的標度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標紙。理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標紙。核心考點核心考點 重點突破重點突破考點一考點一 (2019福建龍巖期末福

8、建龍巖期末)為了描繪一個為了描繪一個“12 v6 w”的小燈泡的伏安的小燈泡的伏安特性曲線，現(xiàn)提供以下器材進行實驗。特性曲線，現(xiàn)提供以下器材進行實驗。直流電源直流電源e：電動勢：電動勢15 v，內阻不計；，內阻不計；電流表電流表a：量程分別為：量程分別為00.6 a和和03 a，內阻分別約為，內阻分別約為0.50 和和0.1 ；電壓表電壓表v：量程：量程03 v，內阻為，內阻為3 k；定值電阻定值電阻r0：阻值為：阻值為12 k；滑動變阻器滑動變阻器r：最大阻值：最大阻值20 ，允許通過的最大電流，允許通過的最大電流1 a；開關一個；導線若干。開關一個；導線若干。 教材原型實驗教材原型實驗 例

9、例 1(1)由于電壓表的量程偏小，要用所給電壓表由于電壓表的量程偏小，要用所給電壓表v和定值電阻和定值電阻r0改裝成一個較大量改裝成一個較大量程的電壓表程的電壓表v，改裝后的電壓表量程為，改裝后的電壓表量程為 _；(2)在方框里畫出符合本實驗要求的電路圖；在方框里畫出符合本實驗要求的電路圖；015 v 答案答案 (3)根據(jù)測得的電壓表根據(jù)測得的電壓表v的示數(shù)和電流表的示數(shù)和電流表a的示數(shù)，描出的示數(shù)，描出iu曲線如圖甲所示。曲線如圖甲所示。某次測量時，電流表指針位置如圖乙所示，則電流表讀數(shù)為某次測量時，電流表指針位置如圖乙所示，則電流表讀數(shù)為 _ a，此時小，此時小燈泡的電阻為燈泡的電阻為 _

10、 。0.40 18.75 考點二考點二在本實驗電路的基礎上，進行改進與拓展，常見的命題角度有：在本實驗電路的基礎上，進行改進與拓展，常見的命題角度有：(1)改變實驗電路：如在電表內阻已知的情況下，利用定值電阻改裝電表量程。改變實驗電路：如在電表內阻已知的情況下，利用定值電阻改裝電表量程。(2)改變實驗目的：如可以研究電阻的電功率。改變實驗目的：如可以研究電阻的電功率。(3)改變被測元件：可以探究其他元件的伏安特性。改變被測元件：可以探究其他元件的伏安特性。 實驗拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新 (2019山東濰坊期末山東濰坊期末)一探究小組要描繪一個標有一探究小組要描繪一個標有“5 v2.5 w”小馬小馬

11、達達(電動機，線圈電阻恒定電動機，線圈電阻恒定)的伏安特性曲線，馬達兩端的電壓需要從零逐漸增加到的伏安特性曲線，馬達兩端的電壓需要從零逐漸增加到5 v?，F(xiàn)有下列器材：?，F(xiàn)有下列器材：a電源電源(電動勢電動勢6 v)b電壓表電壓表(量程量程06 v)c電流表電流表a1(量程量程03 a)d電流表電流表a2(量程量程00.6 a)e滑動變阻器滑動變阻器r1(最大阻值最大阻值10 )f滑動變阻器滑動變阻器r2(最大阻值最大阻值200 )g開關和導線若干開關和導線若干例例 2(1)實驗中電流表應選實驗中電流表應選_(填填“c”或或“d”)，滑動變阻器應選，滑動變阻器應選_(填填“e”或或“f”)。(2

12、)請在圖甲方框中畫出完整的實驗電路圖。請在圖甲方框中畫出完整的實驗電路圖。de答案答案1.25 2.19 類題演練類題演練2(2019山東濟南期末山東濟南期末)圖甲為某磁敏電阻在室溫下的電阻圖甲為某磁敏電阻在室溫下的電阻磁感應強度特性曲磁感應強度特性曲線，其中線，其中rb表示有磁場時磁敏電阻的阻值，表示有磁場時磁敏電阻的阻值，r0表示無磁場時磁敏電阻的阻值。為測表示無磁場時磁敏電阻的阻值。為測量某磁場的磁感應強度量某磁場的磁感應強度b，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值。，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值。(1)某同學首先測量待測磁場中磁敏電阻的阻值，利用下面提供的器材，請將圖某同學首先測量

13、待測磁場中磁敏電阻的阻值，利用下面提供的器材，請將圖乙中的導線補充完整。乙中的導線補充完整。提供的器材如下：提供的器材如下：a磁敏電阻，無磁場時阻值磁敏電阻，無磁場時阻值r0140 b滑動變阻器滑動變阻器r，最大電阻值約，最大電阻值約20 c電流表電流表a，量程，量程02.5 ma，內阻，內阻ra100 d電壓表電壓表v，量程，量程03 v，內阻約，內阻約3 ke直流電源直流電源e，電動勢，電動勢3 v，內阻不計，內阻不計f開關開關s，導線若干，導線若干答案答案123456u/v0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71i/ma 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20

14、 1.80答案答案(3)根據(jù)根據(jù)ui圖象盡可能準確地求出磁敏電阻的阻值圖象盡可能準確地求出磁敏電阻的阻值rb_ ， 結合結合圖甲可知待測磁場的磁感應強度圖甲可知待測磁場的磁感應強度b_ t。(結果均保留兩位有效數(shù)字結果均保留兩位有效數(shù)字)1.5103 1.2 解析解析本題考查探究磁敏電阻在室溫下的電阻本題考查探究磁敏電阻在室溫下的電阻磁感應強度特性曲線。磁感應強度特性曲線。(1)采用伏安法測量電阻，由于待測電阻較大，且電流表內阻已知，則可知采用采用伏安法測量電阻，由于待測電阻較大，且電流表內阻已知，則可知采用電流表內接法，滑動變阻器采用分壓式接法，連接實物圖如圖甲所示：電流表內接法，滑動變阻器

15、采用分壓式接法，連接實物圖如圖甲所示：甲甲 (2)根據(jù)數(shù)據(jù)作出的根據(jù)數(shù)據(jù)作出的ui圖象如圖乙所示。圖象如圖乙所示。乙乙 2年高考年高考 模擬訓練模擬訓練圖圖(a) 圖圖(b) 5.00 變小變小 增大增大 b 2.8 2(2020遼寧沈陽郊聯(lián)體模擬遼寧沈陽郊聯(lián)體模擬)太陽能電池板在有光照時，可以將光能轉化為太陽能電池板在有光照時，可以將光能轉化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件。某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件。某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池板在沒有光照時性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池板在沒有光照時(沒有儲

16、存電能沒有儲存電能)的伏安特的伏安特性。所用的器材包括：太陽能電池板，電源性。所用的器材包括：太陽能電池板，電源e，電流表，電流表a，電壓表，電壓表v，滑動變阻器，滑動變阻器r，開關，開關s及導線若干。及導線若干。(1)為了達到上述目的，實驗電路應選用圖甲中的圖為了達到上述目的，實驗電路應選用圖甲中的圖_(填填“a”或或“b”)。a (2)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖乙所示的該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖乙所示的iu圖象。由圖圖象。由圖可知，當電壓小于可知，當電壓小于2.00 v時，太陽能電池板的電阻時，太陽能電池板的電阻_(填填“很大很大”或或“很很小小”)；當電壓為；當電壓為2.80 v時，太陽能電池板的電阻為時，太陽能電池板的電阻為_ k。很大很大1.00 (3)當有光照射時，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關系如圖丙當有光照射時，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關系如圖丙所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢為所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢為_ v。若把它與。若把它與阻值為