2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)-第7章-恒定電流-實(shí)驗(yàn)8-描繪小電珠的伏安特性曲線課件

實(shí)驗(yàn)八描繪小電珠的伏安特性曲線第一頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。第二頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。注意事項(xiàng)1.電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實(shí)驗(yàn)要作出I－U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。第三頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。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(duì)電路的影響會(huì)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(shí)值。2.測量時(shí)讀數(shù)帶來誤差。3.在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差。第四頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理的理解和電路的連接【例1】有一個(gè)小電珠上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)電珠的I－U圖線，現(xiàn)有下列器材供選用： A.電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ) B.電壓表(0～15V，內(nèi)阻20kΩ) C.電流表(0～3A，內(nèi)阻0.4Ω) D.電流表(0～0.6A，內(nèi)阻1.0Ω) E.滑動(dòng)變阻器(10Ω，2A) F.滑動(dòng)變阻器(500Ω，1A) G.學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干第五頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用圖甲而不選用圖乙的電路圖來完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說明理由：__________________________________________________________________________________________________。圖1(2)實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______。(用序號(hào)字母表示)第六頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。(3)把圖2中所示的實(shí)驗(yàn)器材按圖1用筆畫線代替導(dǎo)線連接成實(shí)物電路圖。圖2第七頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。(3)按圖1連接實(shí)物電路，如圖所示。第八頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。答案(1)描繪電珠的I－U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)A

D

E

(3)見解析圖第九頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分?！咀兪接?xùn)練】1.(2016·江西上饒中學(xué)一模)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，除標(biāo)有“6V、1.5W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有： A.直流電源6V(內(nèi)阻不計(jì)) B.直流電流表0～3A(內(nèi)阻0.1Ω以下) C.直流電流表0～300mA(內(nèi)阻約為5Ω) D.直流電壓表0～15V(內(nèi)阻約為15kΩ) E.滑動(dòng)變阻器“10Ω

2A” F.滑動(dòng)變阻器“1kΩ

0.5A”

實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能多測幾次。第十頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。圖3(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________。(均用序號(hào)表示)(2)試按要求在虛線方框3甲中畫出電路圖。(3)根據(jù)電路圖將圖乙中所示器材連成實(shí)驗(yàn)電路。第十一頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。解析(1)小燈泡的額定電流為0.25A，估算其電阻為24Ω，故為精確測量，電流表選C；為方便調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選E。(2)小燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接法，滑動(dòng)變阻器電阻相對(duì)燈泡較小，小燈泡兩端的電壓又要從零開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器選用分壓式接法。(3)實(shí)物圖連接可以根據(jù)分壓式接法先把滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱直接連在電源和開關(guān)兩端，再考慮小燈泡和電流表串聯(lián)的一端接在滑動(dòng)變阻器的上接線柱上，另一端接在開關(guān)離電源遠(yuǎn)的那個(gè)接線柱上，最后連接電壓表。(要注意電流進(jìn)出電表必須正進(jìn)負(fù)出)第十二頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。答案

(1)C

E

(2)如圖所示(3)如圖所示第十三頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析【例2】

[2015·福建理綜，19(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(shí)驗(yàn)器材如圖4甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。①實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請(qǐng)按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接；圖4第十四頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。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(dòng)勢為3V、內(nèi)阻為1Ω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(保留兩位小數(shù))。第十五頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。第十六頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。答案①連線如圖②0.44

③4

2.25第十七頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分?！咀兪接?xùn)練】2.小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)來描繪小燈泡的伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材有： A.小燈泡(2.5V，1.2W) B.電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻r＝1Ω) C.電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻未知) D.滑動(dòng)變阻器R2(0～5Ω，額定電流1A) E.電源(E＝3V，內(nèi)阻不計(jì)) F.定值電阻R0(阻值6Ω) G.開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干第十八頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。(1)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，且能盡量減小系統(tǒng)誤差，在虛線框內(nèi)畫出完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。

圖5(2)按照正確的電路圖，該同學(xué)測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：I是電流表的示數(shù)，U是電壓表的示數(shù)，U燈是小燈泡兩端的實(shí)際電壓。請(qǐng)通過計(jì)算補(bǔ)全表格中的空格，然后在如圖5坐標(biāo)紙中畫出小燈泡的伏安特性曲線。第十九頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。I/A0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.080.150.250.400.600.901.301.852.503.00U燈/V

解析(1)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，故采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法；本題電流表的內(nèi)阻已知為1Ω，其內(nèi)壓降可算出，為了盡量減小系統(tǒng)誤差，故采用電流表內(nèi)接法。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。甲第二十頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。(2)小燈泡兩端的電壓等于電壓表的讀數(shù)減去電流表兩端的電壓。因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻為1Ω，故電流表兩端的電壓值與電流表的讀數(shù)相等。I/A0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.080.150.250.400.600.901.301.852.503.00U燈/V0.030.050.100.200.350.600.951.452.052.52小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。乙答案見解析第二十一頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新

以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點(diǎn)。1.以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象的變遷第二十二頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。3.數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)

采用“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。第二十三頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。【例3】

[2015·廣東理綜，34(2)]某實(shí)驗(yàn)小組研究兩個(gè)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3kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1Ω)、定值電阻等。圖6第二十四頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。①使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖6(a)所示，讀數(shù)為________Ω。據(jù)此應(yīng)選擇圖6中的________(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。②連接所選電路，閉合S；滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)逐漸________(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)實(shí)驗(yàn)。圖7第二十五頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。③圖7(a)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U－I圖線，由圖可判斷元件________(填“X”或“Y”)是非線性元件。④該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R＝21Ω的定值電阻，測量待測電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，電路如圖7(b)所示。閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00V；斷開S2，讀數(shù)為1.00V，利用圖7(a)可算得E＝________V，r＝________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)。第二十六頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。解析①歐姆表的讀數(shù)R＝示數(shù)×倍率，得R＝10Ω；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路產(chǎn)生誤差的原因知應(yīng)選用電流表外接，故選擇“b”電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。②滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，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RX＝10Ω。④由閉合電路歐姆定律：第二十七頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。答案①10

b

②增大③Y

④3.2

0.50第二十八頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。【變式訓(xùn)練】3.2013年12月14日晚上9點(diǎn)14分左右嫦娥三號(hào)月球探測器平穩(wěn)降落在月球虹灣，并在4分鐘后展開太陽能電池帆板。這是中國航天器第一次在地外天體成功軟著陸，中國成為繼美國、前蘇聯(lián)之后第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國家。太陽能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組用測繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽能電池在沒有光照時(shí)(沒有儲(chǔ)存電能)的I－U特性。所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。第二十九頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。(1)為了達(dá)到上述目的，應(yīng)選用圖8中的哪個(gè)電路圖：________(填“甲”或“乙”)。圖8(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9所示的I－U圖象。由圖可知，當(dāng)電壓小于2.0V時(shí)，太陽能電池的電阻________(填“很大”或“很小”)；當(dāng)電壓為2.8V時(shí)，太陽能電池的電阻約為________Ω。(保留兩位有效數(shù)字)第三十頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。圖9答案

(1)甲(2)很大1.0×103第三十一頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。1.在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用器材有：電動(dòng)勢為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線，要求能測出盡可能多的數(shù)據(jù)，圖10甲所示是沒有連接完的實(shí)物電路。(已連接好的導(dǎo)線有a、b、c、d、e、f六根)圖10第三十二頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路連接完整。(2)連好電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2V，若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向________(填“左”或“右”)端滑動(dòng)。(3)通過移動(dòng)滑片P，分別記下了多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的U－I圖線，根據(jù)U－I圖線提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率為________W。(4)小燈泡的U－I圖線是曲線而不是過原點(diǎn)的直線，原因是______________。第三十三頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。解析(1)小燈泡的電阻很小，因此采用電流表外接法；實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到額定電壓，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法。實(shí)物電路如答案圖所示。(2)將滑片P向右端滑動(dòng)，可以增大燈泡兩端的電壓。(3)根據(jù)U－I圖象可知，U＝2.5V時(shí)，I＝0.2A，所以小燈泡的額定功率為P＝UI＝0.5W。(4)U－I圖線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示燈絲的電阻，圖線是曲線而不是過原點(diǎn)的直線，這是因?yàn)闊艚z的電阻會(huì)隨溫度的升高而增大。第三十四頁，編輯于星期六：一點(diǎn)五十分。答案(1)如圖所示(2)右(3)0.5

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