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

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1、實(shí)驗(yàn)八描繪小電珠的伏安特性曲線 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IU圖像，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。 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(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。 例1有一個(gè)小電珠上標(biāo)有“4 V,2 W”的字

2、樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)電珠的IU圖線，現(xiàn)有下列器材供選用： A電壓表(05 V，內(nèi)阻10 k) B電壓表(015 V，內(nèi)阻20 k) C電流表(03 A，內(nèi)阻0.4 ) D電流表(00.6 A，內(nèi)阻1.0 ) E滑動(dòng)變阻器(10 ，2 A) F滑動(dòng)變阻器(500 ，1 A) G學(xué)生電源(直流6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理的理解和電路的連接 (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_。(用序號字母表示) (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

3、(3)按圖1連接實(shí)物電路，如圖所示。答案(1)描繪電珠的IU圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù) (2)ADE(3)見解析圖 變式訓(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“6 V、1.5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有： A直流電源6 V(內(nèi)阻不計(jì)) B直流電流表03 A(內(nèi)阻0.1 以下) C直流電流表0300 m A(內(nèi)阻約為5 ) D直流電壓表015 V(內(nèi)阻約為15 k) E滑動(dòng)變阻器“10 2 A” F滑動(dòng)變阻器“1 k0.5 A”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。 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_

4、。(均用序號表示) (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。 解析(1)小燈泡的額定電流為0.25 A，估算其電阻為24 ，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) 答

5、案(1)CE(2)如圖所示 (3)如圖所示 熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析 例22015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。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 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；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(保留兩位小數(shù))。 答案

6、連線如圖0.4442.25 變式訓(xùn)練 2小燈泡燈絲的電阻會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(2.5 V,1.2 W) B電流表(量程00.6 A，內(nèi)阻r1 ) C電壓表(量程03 V，內(nèi)阻未知) D滑動(dòng)變阻器R2(05 ，額定電流1 A) E電源(E3 V，內(nèi)阻不計(jì)) F定值電阻R 0(阻值6 ) G開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干 (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

7、的實(shí)際電壓。請通過計(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。I/A 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.48U/V 0.08 0.15 0.25 0.40 0.60 0.90 1.30 1.85 2.50 3.00U 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1 ，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 (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1 ，故電流表兩端的電壓值與電

8、流表的讀數(shù)相等。I/A 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.48U/V 0.08 0.15 0.25 0.40 0.60 0.90 1.30 1.85 2.50 3.00U燈/V 0.03 0.05 0.10 0.20 0.35 0.60 0.95 1.45 2.05 2.52 小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。 乙答案見解析 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)對象的變遷 3數(shù)據(jù)處

9、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。 例32015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3 k)、電流表(內(nèi)阻約為1 )、定值電阻等。 圖 6 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_。據(jù)此應(yīng)選擇圖6中的 _(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。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(a)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由圖可判斷元件_(填“X”或“Y”

10、)是非線性元件。 圖 7 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(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3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V，利用圖7(a)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)。解析歐姆表的讀數(shù)R示數(shù)倍率，得R10 ；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)?；瑒?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。 答案10b增大Y3.20.50 變式訓(xùn)練 32013年12月14日晚上9點(diǎn)14分左右嫦娥三號月球探測器平穩(wěn)

11、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)(沒有儲存電能)的IU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。 (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IU圖像。由圖可知，當(dāng)電壓小于2.0 V時(shí)，太陽能電池的電阻_(填“很大”或“很小”)；當(dāng)電壓為2.8 V時(shí)，太陽能電池的電阻約為_。(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)甲(2)很大1.010 3 圖 9