2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)九 描繪小電珠的伏安特性曲線課件.ppt

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實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線 第八章恒定電流 內(nèi)容索引 過好雙基關(guān) 命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn) 命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 過好雙基關(guān) 1 1 實(shí)驗(yàn)原理 1 測多組小電珠的U I的值 并繪出I U圖象 2 由圖線的斜率反映電流與電壓和的關(guān)系 2 實(shí)驗(yàn)器材小電珠 3 8V 0 3A 電壓表 0 3V 15V 電流表 0 0 6A 3A 學(xué)生電源 開關(guān) 導(dǎo)線若干 坐標(biāo)紙 鉛筆 溫度 滑動(dòng)變阻器 3 實(shí)驗(yàn)步驟 1 畫出電路圖 如圖甲的示 2 將小電珠 電流表 電壓表 滑動(dòng)變阻器 學(xué)生電源 開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖乙所示的電路 3 測量與記錄移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置 測出12組左右不同的電壓值U和電流值I 并將測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中 4 數(shù)據(jù)處理 在坐標(biāo)紙上以U為橫軸 I為縱軸 建立直角坐標(biāo)系 在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn) 將描出的點(diǎn)用的曲線連接起來 得到小電珠的伏安特性曲線 4 實(shí)驗(yàn)器材選取 1 原則 安全 精確 操作方便 平滑 2 具體要求 電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流 干電池中電流一般不允許超過0 6A 用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流 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 電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上 從便于操作的角度來考慮 限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動(dòng)變阻器 分壓式接法要選用較小阻值的滑動(dòng)變阻器 1 滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法比較 2 兩種接法的適用條件 1 限流式接法適合測量阻值較的電阻 跟滑動(dòng)變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的最大電阻還小 2 分壓式接法適合測量阻值較的電阻 一般比滑動(dòng)變阻器的最大電阻要大 3 注意事項(xiàng) 1 電路的連接方式 電流表應(yīng)采用接法 因?yàn)樾‰娭?3 8V 0 3A 的電阻很小 與量程為0 6A的電流表串聯(lián)時(shí) 電流表的分壓影響很大 小 大 外 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用接法 目的是使小電珠兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化 2 閉合開關(guān)S前 滑動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為0的一端 使開關(guān)閉合時(shí)小電珠的電壓能從0開始變化 同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲 3 I U圖線在U0 1 0V左右將發(fā)生明顯彎曲 故在U 1 0V左右繪點(diǎn)要密 以防出現(xiàn)較大誤差 分壓式 4 誤差分析 1 由于電壓表不是理想電表 內(nèi)阻并非無窮大 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 大 2 命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn) 小華和小明在 描繪小燈泡伏安特性曲線 的實(shí)驗(yàn)中 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中 例1 1 實(shí)驗(yàn)室有兩種滑動(dòng)變阻器供選擇 A 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍0 10 額定電流3A B 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍0 2000 額定電流1A 實(shí)驗(yàn)中選擇的滑動(dòng)變阻器是 填寫字母序號 答案 解析 分壓式 選阻值小的滑動(dòng)變阻器 2 在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線 將實(shí)驗(yàn)電路連接完整 答案 解析 見解析圖 3 開關(guān)閉合前 滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至 選填 左 或 右 端 答案 解析 左 為了保護(hù)測量電路 開關(guān)閉合前 滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至最左端 使其分壓為零 4 利用表中數(shù)據(jù) 在圖乙中畫出小燈泡的U I圖線 見解析圖 答案 解析 5 他們在U I圖象上找到小燈泡工作電壓為2 0V時(shí)坐標(biāo)點(diǎn) 計(jì)算此狀態(tài)的電阻值時(shí) 小明提出用圖象上該點(diǎn)曲線斜率表示小燈泡的阻值 小華提出該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示小燈泡的阻值 你認(rèn)為 選填 小華 或 小明 的方法正確 小華 答案 解析 根據(jù)歐姆定律知 R 電阻的大小為該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率 故小華正確 1 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3k 電流表 內(nèi)阻約為1 定值電阻等 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 a 所示 讀數(shù)為 據(jù)此應(yīng)選擇圖中的 填 b 或 c 電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 10 b 答案 小電阻外接 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) 增大 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移時(shí) 滑動(dòng)變阻器輸出的電壓增大 電流表的示數(shù)增大 答案 解析 3 如圖 d 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 和 Y 是非線性元件 Y 由于元件Y的U I圖線是曲線 因此Y是非線性元件 答案 解析 4 該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R 21 的定值電阻 測量待測電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r 電路圖如圖 e 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 d 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 設(shè)線性元件的電阻為R 由U I圖線可知 R 10 則S1 S2均閉合時(shí) E 0 3A 10 r S1閉合 S2斷開時(shí) E 0 1A 10 21 r 解得E 3 2V r 0 50 3 2 答案 解析 0 50 2 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件 該電學(xué)元件上標(biāo)有 最大電流不超過6mA 最大電壓不超過7V 同學(xué)們想通過實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線 他們設(shè)計(jì)的一部分電路如圖所示 圖中定值電阻R 1k 用于限流 電流表量程為10mA 內(nèi)阻約為5 電壓表 未畫出 量程為10V 內(nèi)阻約為10k 電源電動(dòng)勢E為12V 內(nèi)阻不計(jì) 1 實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇 A 阻值0 200 額定電流0 3AB 阻值0 20 額定電流0 5A應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是 填 A 或 B 答案 解析 滑動(dòng)變阻器A允許的最大電壓為0 3 200V 60V 12V 滑動(dòng)變阻器B兩端所能加的最大電壓為0 5 20V 10V 12V 為保證安全 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選A 正確接線后 測得數(shù)據(jù)如下表 2 由以上數(shù)據(jù)分析可知 電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與 之間 填 O 或 P P 答案 解析 3 將電路圖在虛線框中補(bǔ)充完整 描繪伏安特性曲線 電壓與電流從零開始變化 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法 由 2 可知 電流表采用內(nèi)接法 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示 電路圖見解析圖 答案 解析 4 從表中數(shù)據(jù)可知 該電學(xué)元件的電阻的特點(diǎn)是 由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 當(dāng)元件兩端的電壓小于6V時(shí) 電路電流很小 幾乎為零 由歐姆定律可知 元件電阻非常大 不導(dǎo)電 當(dāng)元件兩端電壓大于6V時(shí) 隨著電壓的升高電流迅速增大 電壓與電流的比值減小 電阻變小 當(dāng)元件兩端的電壓小于6V時(shí) 元件電阻非常大 不導(dǎo)電 當(dāng)元件兩端電壓大于6V時(shí) 隨著電壓的升高而電阻變小 答案 解析 3 命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 例2 2016 天津理綜 9 3 某同學(xué)想要描繪標(biāo)有 3 8V 0 3A 字樣小燈泡L的伏安特性曲線 要求測量數(shù)據(jù)盡量精確 繪制曲線完整 可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān) 導(dǎo)線外 還有 電壓表V1 量程0 3V 內(nèi)阻等于3k 電壓表V2 量程0 15V 內(nèi)阻等于15k 電流表A1 量程0 200mA 內(nèi)阻等于10 電流表A2 量程0 3A 內(nèi)阻等于0 1 滑動(dòng)變阻器R1 0 10 額定電流2A 滑動(dòng)變阻器R2 0 1k 額定電流0 5A 定值電阻R3 阻值等于1 定值電阻R4 阻值等于10 定值電阻R5 阻值等于1k 與R5串聯(lián)擴(kuò)大量程 與R4并聯(lián)擴(kuò)大量程 分壓式 選小阻值 分析 電源E E 6V 內(nèi)阻不計(jì) 1 請畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號旁 見解析圖 答案 解析 2 該同學(xué)描繪出的I U圖象應(yīng)是下圖中的 小燈泡的電阻隨溫度升高而變大 故該同學(xué)描繪出的I U圖象應(yīng)該是B 答案 解析 3 硅光電池在無光照時(shí)不產(chǎn)生電能 可視為一電子元件 某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲電路 給硅光電池加反向電壓 硅光電池負(fù)極接高電勢點(diǎn) 正極接低電勢點(diǎn) 探究其在無光照時(shí)的反向伏安特性 圖中電壓表V1量程選用3V 內(nèi)阻為6k 電壓表V2量程選用15V 內(nèi)阻約為30k R0為保護(hù)電阻 直流電源電動(dòng)勢E約為12V 內(nèi)阻不計(jì) 1 根據(jù)圖甲 用筆畫線代替導(dǎo)線 將圖乙連接成完整電路 答案 2 用遮光罩罩住硅光電池 閉合開關(guān)S 調(diào)節(jié)變阻器R 讀出電壓表V1 V2的示數(shù)U1 U2 某次測量時(shí) 電壓表V1示數(shù)如圖丙所示 則U1 V 可算出通過硅光電池的反向電流大小為 mA 保留兩位小數(shù) 0 23 1 40 答案 I1 0 23mA 解析 該小組測出大量數(shù)據(jù) 篩選出下表所示的9組U1 U2數(shù)據(jù) 算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓Ux和通過的反向電流Ix 表中 表示反向 并在圖坐標(biāo)紙上建立Ix Ux坐標(biāo)系 標(biāo)出了與表中前5組Ux Ix數(shù)據(jù)對應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn) 請你標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn) 并繪出Ix Ux圖線 答案 由Ix Ux圖線可知 硅光電池?zé)o光照不加反向電壓時(shí) Ix與Ux成 填 線性 或 非線性 關(guān)系 非線性 答案 曲線