《备考指南一轮 物理 》课件-实验10

恒定电流第八章实验十描绘小电珠的伏安特性曲线栏目导航01知识梳理回顾02要点各个击破03配套训练知识梳理回顾1一、实验目的1．掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式．2．掌握伏安特性曲线的描绘方法．3．理解小电珠的伏安特性曲线为什么是曲线．二、实验原理用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来．实验原理图

三、实验器材小电珠、4～6V学生电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔等．四、实验步骤1．画出电路图(如实验原理图所示)．2．将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图所示的电路．3．测量与记录：移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．五、数据处理1．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸)3．将描出的点用平滑的曲线连起来就得到小电珠的伏安特性曲线．六、注意事项1．因本实验要作出I－U图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，因此滑动变阻器要采用分压接法．2．本实验中，因被测小电珠电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．3．电流表选择0.6A量程，电压表量程视小电珠的额定电压而定．4．开关闭合前变阻器滑片移到图中的A端．5．开关闭合后，调节变阻器滑片的位置使小电珠的电压逐渐增大．可在电压表读数每增加一个定值(如0.5V)时读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小电珠的额定电压．七、误差分析1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差．2．电流表、电压表的读数会带来误差，要严格按照读数规则读数．3．在坐标纸上描点、作图会带来操作误差．【对点小练】要测绘一个标有“3V,0.6W”小电珠的伏安特性曲线，小电珠两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：电池组(电动势为4.5V，内阻约1Ω)；电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)；电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；开关一个、导线若干．(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．A．滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)B．滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)．(3)实验得到小电珠的伏安特性曲线如图所示．如果将这个小电珠接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小电珠消耗的功率是________W.【答案】(1)A

(2)B

(3)0.1要点各个击破2例1

(2019年珠海模拟)一个标有“3.8V,0.3A”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化．一探究性学习小组要在实验室研究这一问题．现实验室备有以下实验器材：要点1实验原理及仪器的选择器材名称代号参数电池组E电动势9V，内阻0.5Ω电压表V1量程0～5V，内阻2.0kΩ电压表V2量程0～15V，内阻3.0kΩ电流表A1量程0～0.3A，内阻2.0Ω电流表A2量程0～6A，内阻0.4Ω滑动变阻器R10～10Ω，额定电流2A滑动变阻器R20～100Ω，额定电流0.5A固定电阻R05Ω，额定电流5A开关S一个导线M若干实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准确．(1)现有A、B、C、D四个电路，其中可选用的电路有________．(2)在实验中，应当选用的实验器材：电压表______，电流表_______，滑动变阻器_______．(填器材名称代号)(3)在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最________端(填“左”或“右”)．(4)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的I－U图线如图所示．试根据图线中给出的数据求出小灯泡在工作点A和B的电阻值，分别为________、____________.【答案】(1)D

(2)V1

A1

R1

(3)左(4)6.3Ω

10Ω练1

(2018年海淀区二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.0V

0.5A”，实验电路如图甲所示．现备有下列器材：A．电流表A(量程0～0.6A，内阻约0.1Ω)B．电压表V(量程0～3V，内阻约3kΩ)C．滑动变阻器R1(0～5Ω，3.0A)D．滑动变阻器R2(0～100Ω，1.25A)E．电源E(电动势为3.0V，内阻不计)F．开关S和若干导线(1)为了调节方便，滑动变阻器应选用____(请填写选项前对应的字母)．甲

乙

丙

【答案】(1)C

(2)如图所示(3)如图所示变大(4)1.2

(5)B【解析】(1)为方便实验操作，滑动变阻器应选择C．(2)根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示．(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图像如图所示．由图像可知，随电流I增大，电压U增大，且电压与电流的比值增大，即灯泡电阻变大．注意：RL随U减小而减小会促进U与RP的递减值(因此不影响U－RP递减关系)；RP越小时，U－x图线越靠近线性关系，电压变化就越均匀，这就是滑动变阻器分压接法时，应该选用总阻值小的，而更好调节．例2

(2019年资阳模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A．直流电源(电动势约为5V，内阻可不计)B．直流电流表(量程0～3A，内阻约为0.1Ω)C．直流电流表(量程0～600mA，内阻约为5Ω)D．直流电压表(量程0～15V，内阻约为15kΩ)E．直流电压表(量程0～5V，内阻约为10kΩ)F．滑动变阻器(最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A)G．滑动变阻器(最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A)要点2图像描绘(数据处理)及分析实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．(2)请按要求将图甲中所示的器材连成实验电路．(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所示的电路中，其中电源电动势E＝4V，内阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω，此时灯泡的实际功率为______W．(结果保留2位有效数字)【答案】(1)C

E

F

(2)见解析(3)0.34(2)本实验要求多测几组数据，故采用分压接法．因电流表内阻与灯泡内阻接近，故电流表选用外接法．实物图如图甲所示．(3)将定值电阻等效电源内阻，作出等效电源的伏安特性曲线如图乙所示．其与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点．由图可知，此时灯泡的电压为1.0V，电流为0.34A，故灯泡的功率P＝UI＝1×0.34W＝0.34W.练2在探究小灯泡的伏安特性曲线时，所用小灯泡上标有“2.5V,0.6W”字样，实验室提供的器材有：A．电流表A1(内阻约为5Ω、量程为0～25mA)B．电流表A2(内阻约为5Ω、量程为0～300mA)C．电压表V1(内阻约为5kΩ、量程为0～3V)D．电压表V2(内阻约为15kΩ、量程为0～15V)E．滑动变阻器R1(最大阻值为0～10Ω、额定电流为0.6A)F．滑动变阻器R2(最大阻值为0～1000Ω、额定电流为0.2A)G．稳压电源E(电动势9.0V、内阻可忽略)H．开关一个、定值电阻若干、导线若干由以上信息回答下列问题：(1)实验前设计的电路图如图甲所示，为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器分别为________(选填器材前的字母)．为保护滑动变阻器和灯泡，应在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为________(填“1Ω”“10Ω”“30Ω”或“100Ω”)．(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图乙中用笔画线代替导线，将实物完整连接起来．(3)连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E＝3V、内电阻r＝5Ω的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为______W．(结果保留2位有效数字)【答案】(1