2019版高考物理总复习 第八章 恒定电流 8-3-2 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线课件.ppt

1、实验九描绘小电珠的伏安特性曲线,01,02,03,04,实验基础梳理,实验目的,1. 描绘小电珠的伏安特性曲线 2. 分析伏安特性曲线的变化规律,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UI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 电路设计 (1)电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大 (2)滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化,实验基础梳理,实验基础梳理,误差分析 1由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值 2

2、测量时读数带来误差 3在坐标纸上描点、作图带来误差.,实验基础梳理,仪器的选择 (1)电表的选择：先估算电流或电压值，在选择电流表或电压表时，应使指针达到半偏以上 (2)滑动变阻器的选择：实验电路若采用限流式接法，一般选用阻值适当大一些的滑动变阻器，但不可过大；实验电路若采用分压式接法，应选择阻值小一些的滑动变阻器，以便于调节，但要注意其额定电压和额定电流值 (3)电源的选择：综合考虑小电珠、电压表、电流表的量程以及滑动变阻器的阻值，保证能为实验提供合适的电流或电压,实验基础梳理,注意事项 1电流表外接法：本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。 2滑动变阻器应采

3、用分压式连接 本实验要作出IU图象，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法。 3保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。,热点一教材原型实验 例1有一个小电珠上标有“4 V2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的IU图线。有下列器材供选用： A电压表(05 V，内阻10 k) B电压表(010 V，内阻20 k) C电流表(00.3 A，内阻1 ) D电流表(00.6 A，内阻0.4 ) E滑动变阻器(5 ，1 A) F滑动变阻器(500 ，0.2 A) (1)实验中电压表应选用_，电流表应选

4、用_。(用序号字母表示) (2)为使实验误差尽量减小，要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_。(用序号字母表示) (3)请在虚线框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。,实验热点突破,转到解析,实验热点突破,解析(1)因小电珠的额定电压为4 V，为保证安全，选用的电压表量程应稍大于4 V，但不能大太多，量程太大则示数不准确，故选用05 V的电压表，故选A；由PUI 得，小电珠的额定电流IP/U0.5 A，故应选择00.6 A量程的电流表，故选D。 (2)由题意可知，电压从零开始变化，并要求多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分

5、压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E。 (3)小电珠内阻RU 2/P 8 ，电压表内阻远大于小电珠内阻，应采用电流表外接法，故电路图和实物连接图如图所示。 答案(1)AD(2)E(3)图见解析,转回原题,实验热点突破,滑动变阻器的两种接法的适用条件 (1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)。 (2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)。 (3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。,实验热点突破,变式训练1 (2017全国卷，23)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L

6、(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 k)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 )；固定电阻R0(阻值1 000 )；滑动变阻器R(阻值09.0 )；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。 (1)实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡 的电压进行测量，画出实验电路原理图。 (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图 所示。由 实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_ (填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率_ (填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 )和题给器材 连接成图b所示的电路，调

7、节滑动变阻器R的阻值，可以改 变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小 灯泡的最小功率为_ W，最大功率为_ W。 (结果均保留两位小数),实验热点突破,转到下页,转回原题,实验热点突破,转回原题,转到上页,实验热点突破,热点二实验拓展创新,实验热点突破,例2 如图3甲所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的UI 关系曲线图。 (1)在图乙中画出实验电路图(根据该电路图可得到UI 关系的完整曲线)，可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器(变化范围050 )、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干。 (2)如果将该小灯泡分别接入图4甲、乙两个不同电路，其中甲

8、电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.5 ，定值电阻R18 。则接入_(填“甲”或“乙”)电路时，小灯泡较亮些。,甲,转到下页,实验热点突破,例2 (3)在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为_W。 (4)若将电路乙中的电阻R 替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电 源内部的发热功率为_W。,解析由于要画出UI关系的完整曲线，必须用分压接法画出实验电路图。分别在小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的UI关系的曲线交点即为工作点。,转到上页,转到下页,0.15,0.30,实验热点突破,显然接入图4

9、甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些。在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为PUI10.15 W0.15 W。若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效为电动势为2.25 V、内阻为2.25 的电池连接一个灯泡，在小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线图上画出电源(电动势2.25 V，内阻2.25 )的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I0.26 A，此时电源内部的发热功率为PI2r0.2624.5 W0.30 W。 答案(1)实验电路图如图所示。(2)甲(3)0.15(4)0.30,转到上页,变式训练2 2016天津理综，9(3)某同学

10、想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有： 电压表V1(量程03 V，内阻等于3 k) 电压表V2(量程015 V，内阻等于15 k) 电流表A1(量程0200 mA，内阻等于10 ) 电流表A2(量程03 A，内阻等于0.1 ) 滑动变阻器R1(010 ，额定电流2 A) 滑动变阻器R2(01 k，额定电流0.5 A) 定值电阻R3(阻值等于1 ) 定值电阻R4(阻值等于10 ) 定值电阻R5(阻值等于1 k) 电源E(E6 V，内阻不计) (1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码 标在该

11、元件的符号旁。 (2)该同学描绘出的IU图象应是下图中的_。,实验热点突破,转到解析,实验热点突破,转回原题,备选训练,采用电流表外接法，滑动变阻器分压式接法.,连线提示 1.先用分压式接法将滑动变阻器连入电路中. 2.再将电流表、滑动变阻器与小灯泡串联接入电路.电流表量程可由标称值计算确定.,【备选训练】 (2013江苏卷，10)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用PUI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V,1.8 W”,电源为12 V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10 . (1)准备使用的实物电路如图所示请将滑动变阻器接入电路的正确位置(用

12、笔画线代替导线),备选训练,(2)现有10 、20 和50 的定值电阻，电路中的电阻R1应选_的定值电阻 (3)测量结束后，应先断开开关，拆除_两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材,10,电池,审题析疑,1、由小灯泡规格可计算知,小灯泡允许通过的最大电流为0.6 A,故要求接入R1后,电路中的总电流要不小于0.6 A.,2、为防止电源短路及误将电源与其他电路接通，断开开关后，应先拆除电池两端的导线，再拆除其他导线,根据IU/R得, R总U/I12/0.6 20 ,故R1=10 ,备选训练,(4)小明处理数据后将P、U 2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图所示.请指出图象中不恰当的地方

13、,1.这些点不近似在一条直线上，应为一条曲线.,2.坐标纸的空间没有被充分利用.原因是绘图时选择的横坐标的标度太小.,转到解析,备选训练,解析滚动,转回原题,高考模拟演练,1(2015浙江理综，22)图4是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。 (1)根据图4在虚线框内画出实验电路图； （2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图5中的、所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为3 V。所示读数为：、 、。两组数据得到的电阻分别 为和。,转到解析,高考模拟演练,转回原题,高考模拟演练,2某实验小组的同学在学校实验室中发现一电学元件，该电学元件上标有“最大电流不超过

14、6 mA，最大电压不超过7 V”，同学们想通过实验描绘出该电学元件的伏安特性曲线，他们设计的一部分电路如图7所示，图中定值电阻R1 k，用于限流；电流表量程为10 mA，内阻约为5 ；电压表(未画出)量程为10 V，内阻约为10 k；电源电动势E为12 V，内阻不计。 (1)实验时有两个滑动变阻器可供选择： A阻值0200 ，额定电流0.3 A B阻值020 ，额定电流0.5 A 应选的滑动变阻器是_(填“A”或“B”)。 正确接线后，测得数据如下表：,(2)由以上数据分析可知，电压表应并联在M与_之间(填“O”或“P”)； (3)将电路图在虚线框中补充完整； (4)从表中数据可知，该电学元件的电阻的特点是： _ _。 解析(1)滑动变阻器A允许的最大电压为0.3200 V 60 V12 V，滑动变阻器B两端所能加的最大电压 为0.520 V10 V12 V，为保证安全，滑动变阻器 应选A。 (2)由表中实验数据可知，电学元件电阻最小测量值 约为R 6.4V/0.0 055A1 163.6 ，电流表内阻约 为5 ，电压表内阻约为10 k，相对来说，元件电 阻远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，因此 电压表应并联在M与P之间。,高考模拟演练,高考模拟演练,(3)描绘伏安特性曲线