高考總復(fù)習(xí)物理課件 實(shí)驗(yàn)8描繪小電珠的伏安特性曲線

1、實(shí)驗(yàn)八描繪小電珠的伏安特性曲線考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿枥L小電珠的伏安特性曲線并分析其規(guī)律考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)原理利用電流表測出通過小電珠的電流，利用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在UI坐標(biāo)系中描出各組對應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線了考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)器材小電珠(3.8 V,0.3 A)或(9 V,0.7 A)一個(gè)，電壓表(03 V15 V)與電流表(00.6 A3 A)各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 )一個(gè)，學(xué)生低壓直流電源(或電池組)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙、鉛筆考點(diǎn)四實(shí)驗(yàn)步驟1根據(jù)小電珠上標(biāo)示的額定電壓和額定電流，選定電源的輸出電壓和電表的量程；2將小

2、電珠、電流表、電壓表、 滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖1所示的電路；3將滑片移動(dòng)到右端，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，讀出并記錄多組U、I數(shù)值，將測量數(shù)據(jù)填入表格中；4斷開開關(guān)，拆除電路圖圖2 2考點(diǎn)五數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)中的U、I數(shù)據(jù)記入下表中 (1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸、I為縱軸建立坐標(biāo)系，選取合適的標(biāo)度；(2)在坐標(biāo)紙上描出以上各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn)，用一條平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來，得出小電珠的伏安特性曲線 U/V00.20.40.60.91.21.62.02.42.83.23.53.8I/A0考點(diǎn)六誤差分析1電表的精度和讀數(shù)帶來的誤差；2描點(diǎn)、作圖所帶來的誤差；3對圖象進(jìn)行分析計(jì)算所帶來的誤差考

3、點(diǎn)七注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)前注意檢查電表是否指零，如果不指零，要調(diào)節(jié)定位螺絲使指針指零經(jīng)過計(jì)算可知，小電珠電阻較小，為了減小誤差，電流表采用外接法，為了使小電珠兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法； 2.實(shí)驗(yàn)過程中為了減小誤差，電壓表量程要進(jìn)行變換當(dāng)U3 V時(shí)采用03 V量程；U3 V時(shí)采用015 V量程；3閉合電鍵S前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到一端，使開關(guān)閉合時(shí)小電珠兩端的電壓能從0開始逐漸增大，在滑片移動(dòng)的過程中，加在小電珠兩端的電壓不要超過小電珠的額定電壓4畫UI圖線時(shí)，不要畫成折線，要用平滑曲線連接，如果有個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)該舍棄題型一儀器及電路的選擇例1在“描繪小電珠的伏安特

4、性曲線”實(shí)驗(yàn)中，使用的小電珠為“6 V,3 W”，其他可供選擇的器材有：電壓表 V1(量程6 V，內(nèi)阻20 k)電壓表V2(量程20 V，內(nèi)阻60 k)電流表A1(量程3 A，內(nèi)阻0.2 )電流表A2(量程0.6 A，內(nèi)阻1 )變阻器R1(01000 ，0.5 A)變阻器R2(020 ，2 A)學(xué)生電源E(6 V8 V)開關(guān)S及導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)中要求電壓表在06 V范圍內(nèi)讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和對應(yīng)的電流值I，以便作出伏安特性曲線，在上述器材中，電流表應(yīng)選用_，變阻器應(yīng)選用_在圖所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)的原理圖解析小燈泡額定電壓為6 V，額定電流為0.5 A，即允許通過小燈泡的電流最大不

5、超過0.5 A，最大電壓不超過6 V，在選擇電壓表和電流表時(shí)，本著安全、精確的原則，安全原則即量程要大于所測電流或電壓值，精確原則是量程要盡量小，量程越小測量越精確，故電流表應(yīng)選A2，電壓表應(yīng)選V1；滑動(dòng)變阻器選取時(shí)要本著安全、夠用、調(diào)節(jié)方便的原則“安全”即流過變阻器最大電流(IE/R)應(yīng)小于允許通過的最大電流 “方便”即變阻器的總電阻應(yīng)接近小燈泡的電阻，本實(shí)驗(yàn)中的小燈泡在正常工作時(shí)電阻為R燈 12 ，故應(yīng)選用R2.連接電路時(shí)，變阻器采取分壓式；電流表接成外接法原理如圖2所示 圖圖2答案答案A2R2如圖如圖2所示所示題后反思：儀器選擇的一般順序是先易后難首先確定出必須使用而又不必選擇的儀器，然

6、后以其為突破口，根據(jù)電路要求和電路計(jì)算，選擇出電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表以及合理的量程待測電阻的額定電流、額定電壓(估算值)是選擇合適量程的電流表和電壓表的重要依據(jù)(2009福建高考)某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件圖3為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對其提出質(zhì)疑，現(xiàn)需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材： 圖圖3器材(代號)規(guī)格電流表(A1)量程050 mA，內(nèi)阻約為50 電流表(A2)量程0200 mA，內(nèi)阻約為10 電壓表(V1)量程03 V，內(nèi)阻約為10 k電壓表(V2)量程015 V，內(nèi)阻約為25 k滑動(dòng)變阻器(R1)阻值范圍015 ，允許最大電

7、流1 A滑動(dòng)變阻器(R2)阻值范圍01 k，允許最大電流100 mA直流電源(E)輸出電壓6 V，內(nèi)阻不計(jì)開關(guān)(S)導(dǎo)線若干(1)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用_；電壓表應(yīng)選用_；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(以上均填器材代號)(2)為達(dá)到上述目的，請?jiān)趫D4的虛線框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號(3)若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)？ 圖圖4相同點(diǎn)：_；不同點(diǎn)：_.解析：圖中的(1)從所給的伏安特性曲線看出，最大電流為0.14 A，大于電流表A1的量程，小于電流表A2的量程，所以電流表選擇A2.圖中的最大電壓不

8、超過V1的量程，且V1的測量更精確，R1的最大阻值與所給的伏安特性曲線反映的元件的電阻值相當(dāng)，且I1 A0.4 A1 A，而R2的阻值太大，所以選擇R1.(2)待測元件的電阻滿足RARxRV，所以選擇電流表外接法，伏安特性曲線中要求電壓從零開始變化，所以選擇滑動(dòng)變阻器分壓式連接 (3)伏安特性曲線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所測出的伏安特性曲線是斜率逐漸增大的曲線，表明電阻是隨電壓和電流的增大而減小的，所以是非線性的而小電珠的燈絲是金屬，其伏安特性曲線也是非線性的，這是兩者的相同點(diǎn)，但小電珠的電阻率是隨電壓和電流的增大而增大的，這是兩者的不同點(diǎn)答案：(1)A2V1R1(2)電路如圖5所示圖圖5 (3

9、)伏安特性曲線都是非線性的小電珠的伏安特性曲線表明伏安特性曲線都是非線性的小電珠的伏安特性曲線表明隨電流和電壓的增大電阻增大，而該元件的伏安特性曲線表隨電流和電壓的增大電阻增大，而該元件的伏安特性曲線表明隨電流和電壓的增大電阻減小明隨電流和電壓的增大電阻減小 題型二實(shí)物圖連線例2如圖6所示為用伏安法測量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：圖圖6A待測電阻Rx(約100 )；B直流毫安表(量程010 mA，內(nèi)阻50 )；C直流電壓表(量程03 V，內(nèi)阻5 k)D直流電源(輸出電壓4 V，內(nèi)阻不計(jì))E滑動(dòng)變阻器(阻值范圍015 ，允許最大電流1 A)F開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干條根據(jù)器材

10、的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在本題的實(shí)物圖上連線 實(shí)物連續(xù)如圖7所示 圖圖7 答案答案如圖如圖7所示所示題后反思：分壓電路的實(shí)物連接是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，連線時(shí)可先連電源開關(guān)滑動(dòng)變阻器兩端(阻值最大)，再連接待測電阻支路，最后將伏特表并聯(lián)到Rx兩端連圖時(shí)要盡量按照電流的流向，先“串”后“并”，先“干路”后“支路”，同時(shí)也要注意電壓表和電流表接線柱的“”、“” (2008天津高考)用下列器材組裝成描繪電阻R0伏安特性曲線的電路，請將實(shí)物圖8連線成為實(shí)驗(yàn)電路圖圖8解析：從題目中給的電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻以及待測電阻R0的阻值可以判斷測量電路要用電流表內(nèi)接法，滑動(dòng)變阻器的電阻比較小，所以電源電路采用分壓法答案：實(shí)

11、物連接如圖9圖圖91有一規(guī)格為“220 V,100 W”的燈泡，現(xiàn)用一準(zhǔn)確的歐姆表測其電阻，測量的結(jié)果是 ()A大于484 B等于484 C小于484 D無法確定解析：R 484 是燈發(fā)熱狀態(tài)下的電阻用歐姆表測量時(shí)，燈絲溫度為室溫，所以其阻值比484 小答案：C2要測定小燈泡L“2.5 V,0.3 A”的伏安特性曲線，測量電路應(yīng)選用下圖中的哪種電路 ()解析：一般小燈泡的電阻比較小，與電流表內(nèi)阻差不太遠(yuǎn)，而與電壓表內(nèi)阻相差太遠(yuǎn)所以為使測量準(zhǔn)確，應(yīng)選安培表外接法，故選A.答案：A3用下列器材，測定小燈泡的額定功率(A)待測小燈泡，額定電壓6 V，額定功率約為3 W(B)電流表：量程0.6 A、內(nèi)

12、阻約為0.5 (C)電壓表：量程3 V、內(nèi)阻約為5 k(D)滑動(dòng)變阻器R：最大阻值20 、額定電流1 A(E)電源：電動(dòng)勢10 V、內(nèi)阻很小(F)定值電阻：R010 k(G)開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)應(yīng)調(diào)為多少伏？若此時(shí)電流表示數(shù)為1 A，則小燈泡的額定功率為多大？答案：(1)電壓表的量程小于小燈泡的額定電壓，可串聯(lián)定值電阻R0改裝成量程為9 V的電壓表小燈泡的額定電流約為I燈0.5 A，電阻大約為R燈12 15 k，所以應(yīng)將電流表外接實(shí)驗(yàn)電路如圖10所示 圖圖10(2)小燈泡兩端的電壓調(diào)為6 V時(shí)，電壓表兩端的電壓為：U U燈 6 V2 V，即電壓表示

13、數(shù)應(yīng)調(diào)為2 V，小燈泡額定功率為6 W4某同學(xué)用如圖11所示的電路欲測繪標(biāo)有“3.8 V0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象 圖圖11(1)除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：電流表：A1(量程100 mA，內(nèi)阻約2 )A2(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.3 )；電壓表：V1(量程5 V，內(nèi)阻約5 k)；V2(量程15 V，內(nèi)阻約15 k)；滑動(dòng)變阻器：R1(阻值范圍010 )；R2(阻值范圍02 k)；電源：E1(電動(dòng)勢為1.5 V，內(nèi)阻約為0.2 )；E2(電動(dòng)勢為4 V，內(nèi)阻約為0.04 )為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，電壓表_，滑動(dòng)變阻器_，電源_(填器

14、材的符號) (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出RU的圖象，如圖12所示由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_ ；當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí)，燈絲電阻為_ ，燈泡實(shí)際消耗的電功率為_W圖圖12(3)根據(jù)RU圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系符合該關(guān)系的示意圖是下圖中的_答案：(1)對器材的選用應(yīng)以安全、實(shí)用為原則小燈泡的額定電壓和額定電流分別為3.8 V和0.3 A，故電壓表應(yīng)選V1，電流表應(yīng)選A2；由于是分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1，電源應(yīng)選E2.(2)由RU圖象可看出：U0時(shí)，小燈泡不工作，對應(yīng)電阻為1.5 ，當(dāng)U3.0 V時(shí)，對應(yīng)的電阻為11.5 .此時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率

15、P 0.78 W.(3)由RU圖線可看出，隨U的增大，電阻的變化越來越小，而P ，隨U的變化，功率P的變化將更加明顯，故選A. 5在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖13所示方式連接電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零閉合開關(guān)后： 圖圖13(1)若電壓表的示數(shù)為2 V，電流表的示數(shù)為零，小電珠不亮，則斷路的導(dǎo)線為_；(2)若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3 A，小電珠亮，則斷路的導(dǎo)線為_；(3)若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小電珠亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為_解析：將實(shí)物圖轉(zhuǎn)化成原理圖，如圖14所示圖圖1

16、4(1)電壓表有示數(shù)說明電壓表與供電電路相連，而小燈泡不亮，故d導(dǎo)線斷(2)電壓表示數(shù)為零，電流表為0.3 A，則電壓表與電源斷開，故h導(dǎo)線斷(3)無論如何調(diào)節(jié)，電壓表、電流表示數(shù)不能調(diào)為零，說明變阻器不為分壓式接法，但燈泡仍亮且變化，故g導(dǎo)線斷答案：(1)d(2)h(3)g 6如圖15甲所示，為某同學(xué)測繪額定電壓為2.5 V的小燈泡的IU特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路圖圖圖15(1)根據(jù)電路圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整(2)開關(guān)S閉合之前，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于_端(選填“A”、“B”或“AB中間”)(3)實(shí)驗(yàn)中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：U/V0.400.801.201.602.

17、002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖16中畫出小燈泡的IU特性曲線 圖圖16 (4)(4)若已知小燈泡燈絲在若已知小燈泡燈絲在2727時(shí)電阻值約為時(shí)電阻值約為1.5 1.5 ，并且，并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比，試估算該燈泡以額定其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比，試估算該燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲的溫度約為功率工作時(shí)燈絲的溫度約為_._.解析：(1)實(shí)驗(yàn)電路連接如圖17所示 圖圖17 (2)(2)開關(guān)開關(guān)S S閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器應(yīng)使小燈泡兩端的電壓閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器應(yīng)使小燈泡兩端的電壓從從0 0逐漸增大，防止小

18、燈泡被燒毀所以開關(guān)逐漸增大，防止小燈泡被燒毀所以開關(guān)S S閉合之前，滑片閉合之前，滑片應(yīng)該置于應(yīng)該置于A A端端(3)畫出的小燈泡的IU特性曲線，如圖18所示 圖圖18(4)從圖18中可以得出，小燈泡的電壓為2.5 V時(shí)，通過小燈泡的電流為0.26 A，小燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲的電阻為：R 9.6 ，由題意知，燈絲的電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比，則有：R TR1 T1，解得T K1920 K燈絲的溫度為：tT2731647.答案：答案：(1)見圖見圖17(2)A(3)見圖見圖18(4)16477(2008廣東高考)某同學(xué)利用圖19(a)所示的電路研究燈泡L1(6 V,1.5 W)、L2(6 V,10 W)的發(fā)光情況(假設(shè)燈泡電阻恒定)，圖19(b)為實(shí)物圖 (1)他分別將L1、L2接入圖19(a)中的虛線框位置，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為6 V時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡均能正常發(fā)光在圖19(b)中用筆線代替導(dǎo)線將電路連線補(bǔ)充完整(2)接著他將L1和L2串聯(lián)后接入圖19(a)中的虛線框位置，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為6 V時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)燈泡亮而另一個(gè)燈泡不亮，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是_(3)現(xiàn)有如下器材：電源E(6 V，內(nèi)阻不計(jì))，燈泡