高三物理一輪復(fù)習(xí)-第四課時(shí)-描繪小燈泡的伏安特性曲線課件_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第四課時(shí)實(shí)驗(yàn)11:描繪小燈泡的伏安特性曲線1.描繪小燈泡的伏安特性曲線.2.分析曲線的變化規(guī)律.1.用電流表測(cè)出流過(guò)小燈泡的電流,用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓,測(cè)出多組(U,I)值,在U-I坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn),用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連結(jié)起來(lái).2.電流表外接:因?yàn)樾襞蓦娮韬苄?,如果?nèi)接電流表,分壓明顯.3.滑動(dòng)變阻器采用分壓式:使電壓能從0開(kāi)始連續(xù)變化.學(xué)生電源(4~6V直流)、小燈泡(4V、0.7A或3.8V、0.3A),電流表(內(nèi)阻較小)、電壓表(內(nèi)阻很大),開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、坐標(biāo)紙.1.連接電路:將燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如右圖所示電路.2.測(cè)電流:測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置,測(cè)出多組不同的電壓值U和電流值I,并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格.U/V00.20.40.60.81.01.21.6I/AU/V2.02.42.83.23.63.8I/A3.畫(huà)出伏安特性曲線(1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸,以I為縱軸,建立坐標(biāo)系.(2)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn).(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中,以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜).(3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來(lái),就得到小燈泡的伏安特性曲線.4.拆除電路、整理儀器1.本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小,因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法.2.閉合電鍵S前,滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為0的一端,可以使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)小燈泡電壓能從0開(kāi)始變化,同時(shí),也為了防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)小燈泡兩端因電壓過(guò)大而燒壞燈絲.3.U-I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)很大誤差.4.建立坐標(biāo)系時(shí),縱軸表示電流,橫軸表示電壓,兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理,使得根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙.有一個(gè)小燈泡標(biāo)有“6V、0.6W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)燈泡的I-U圖線,有下列器材可供選用:A.電壓表(0~5V,內(nèi)阻10kΩ)B.電壓表(0~10V,內(nèi)阻20kΩ)C.電流表(0~0.3A,內(nèi)阻1Ω)D.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.4Ω)E.滑動(dòng)變阻器(30Ω,2A)F.學(xué)生電源(直流9V).還有開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選________,電流表應(yīng)選______________.(用序號(hào)字母表示)(2)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能減小,畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.【解析】

(1)電流表、電壓表的選擇由小燈泡的標(biāo)識(shí)可知其額定電壓為U1=6V,額定電流為I1=0.1A,在額定電壓下的電阻為R=60Ω.為了安全,小燈泡兩端所加電壓不能超過(guò)6V,(通過(guò)小燈泡的電流不能超過(guò)0.1A),要測(cè)I-U圖線,其電壓變化范圍應(yīng)在0~6V間.因此電壓表應(yīng)選擇B,電流表應(yīng)選擇C.(2)電流表內(nèi)外接法的選擇由于電流表、電壓表內(nèi)阻的影響,不管采用電流表內(nèi)接還是外接都將引起系統(tǒng)誤差.本實(shí)驗(yàn)中小燈泡的最大電阻約R1=60Ω,R1?RV,為了減小誤差,應(yīng)當(dāng)用電流表外接法.(3)控制電路的選擇本題中若采用限流電路,其電路中的最小電流是Imin=0.1A,顯然不符合實(shí)驗(yàn)要求;且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)包括電壓在零附近的數(shù)值,故只能用分壓接法.實(shí)驗(yàn)電路圖如下圖所示.(2010年鹽城模擬)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按下圖所示方式連接好電路,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(kāi)關(guān)后:(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,小電珠亮度能發(fā)生變化,但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零,則可能是________導(dǎo)線斷路.(2)某同學(xué)測(cè)出電源和小電珠的U-I圖線如右圖所示,將小電珠和電阻R串聯(lián)后接到電源上,要使電路中電流為1.0A,則R=________Ω.(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中還測(cè)出a、b、c三種元件的伏安特性曲線分別如下圖所示中的(a)、(b)、(c),下列說(shuō)法正確的是 ()A.a(chǎn)可以作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用B.b能作為標(biāo)準(zhǔn)電阻使用C.b的阻值隨電壓升高而增大D.c的阻值隨電壓升高而增大【解析】

(1)若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,小電珠的亮度變化,但電壓表、電流表示數(shù)總不能為零,說(shuō)明滑動(dòng)變阻器不起分壓作用,所以可能是g導(dǎo)線斷路.(2)由電源的U-I線知E=3.0V,r=1Ω,當(dāng)小電珠與電阻串聯(lián)后由閉合電路歐姆定律得E=I(R+r+R燈)又由小電珠的U-I線得R燈==1.2Ω解得R=0.8Ω(3)因a元件的I-U線是直線,說(shuō)明電阻隨電壓的變化不變,故可作為標(biāo)準(zhǔn)電阻,故A對(duì),B錯(cuò).因I-U線的斜率倒數(shù)表示電阻值的變化,故C對(duì)D錯(cuò),選A、C.1.一只小燈泡,標(biāo)有“3V1.5W”字樣.現(xiàn)要描繪小燈泡0~3V的伏安特性曲線.實(shí)驗(yàn)器材有:A.最大阻值為10Ω的滑動(dòng)變阻器B.電動(dòng)勢(shì)為6V、內(nèi)阻約為1.0Ω的電源C.量程為0.6A、內(nèi)阻約為1.0Ω的電流表A1D.量程為3A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表A2E.量程為3V、內(nèi)阻約為6kΩ的電壓表V1F.量程為15V、內(nèi)阻約為10kΩ的電壓表V2G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)電壓表應(yīng)選用________;電流表應(yīng)選用________.(將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上)(2)在該實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路.為了減小誤差,應(yīng)選取的電路是________(將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上).(3)以下是該實(shí)驗(yàn)的操作步驟:A.將電流表、電壓表、變阻器、小燈泡、電源、開(kāi)關(guān)正確連接成電路B.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觸頭的位置,保證閉合開(kāi)關(guān)前使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大C.閉合開(kāi)關(guān),記下電流表、電壓表的一組示數(shù)(U,I),移動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,每移動(dòng)一次記下一組(U,I)值,共測(cè)出12組數(shù)據(jù)D.按所測(cè)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用直線段連接起來(lái),得出小燈泡的伏安特性曲線指出以上步驟中存在錯(cuò)誤或不妥之處并修改:_____【答案】

(1)EC(2)C(3)步驟B不妥,應(yīng)為:閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的電阻為零.(或B步驟中,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的電阻最小)步驟D有錯(cuò),應(yīng)為:按所測(cè)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用一條平滑的曲線連接起來(lái).

2.在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材供選擇:A.待測(cè)小燈泡“3.0V1.5W”B.電流表(量程3A,內(nèi)阻約為1Ω)C.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約為5Ω)D.電壓表(量程3.0V,內(nèi)阻約為10kΩ)E.電壓表(量程15.0V,內(nèi)阻約為50kΩ)F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為100Ω,額定電流50mA)G.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為10Ω,額定電流1.0A)H.電源(電動(dòng)勢(shì)為4.0V,內(nèi)阻不計(jì))I.電鍵及導(dǎo)線等(1)為了使實(shí)驗(yàn)完成的更好,電流表應(yīng)選用________;電壓表應(yīng)選用________;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________.(只需填器材前面的字母即可)(2)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.(3)某同學(xué)在一次測(cè)量時(shí),電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示.則電壓值為_(kāi)_______V,電流值為_(kāi)_______A,小燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)_______W.【解析】

待測(cè)小燈泡“3.0V1.5W”,額定電流0.5A,額定電壓為3V,因此電流表選C,電壓表選D,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法較準(zhǔn)確,滑動(dòng)變阻器選G,小燈泡電阻很小,電流表外接.【答案】

(1)CDG(2)如圖所示3.(2009年浙江理綜)(1)如下圖甲所示,在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接,請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接.(2)某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V25W”、“220V300W”、“220V500W”的3只燈泡中任選一只,正確使用多用電表測(cè)量燈泡阻值如圖乙所示.該燈泡的阻值是________Ω,標(biāo)稱的額定功率為_(kāi)_______W.【解析】

由多用電表測(cè)得的是燈泡的冷電阻,而燈泡的正常工作電阻要比冷電阻大得多,故標(biāo)稱的額定功率為25W.【答案】

(1)連線如圖(2)160254.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下:小燈泡L,“3.8V0.3A”電壓表V,量程0~5V,內(nèi)阻5kΩ電流表A1,量程0~100mA,內(nèi)阻4Ω電流表A2,量程0~500mA,內(nèi)阻0.4Ω滑動(dòng)變阻器R1,最大阻值10Ω,額定電流1.0A滑動(dòng)變阻器R2,最大阻值5Ω,額定電流0.5A直流電源E,電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻約為0.5Ω導(dǎo)線、電鍵等(1)在上述器材中,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________;電流表應(yīng)選________.(填元件的物理符號(hào))(2)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖,并在圖中注明各元件的符號(hào).【解析】

(1)本題變壓器采用分壓接法,通常應(yīng)當(dāng)選用最大阻值小的滑動(dòng)變阻器,但本題中如果選用R2,則電路中的電流會(huì)超過(guò)R2允許通過(guò)的最大電流,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)當(dāng)選擇R1.電流表A1的量程太小,故電流表應(yīng)當(dāng)選擇A2.(2)電路如圖所示,由于電壓要從0開(kāi)始測(cè)量,滑動(dòng)變阻器用分壓接法;因?yàn)闊襞莸膬?nèi)阻比較小,電流表用外接法.【答案】(1)R1A2(2)電路圖如圖所示5.(2010年海淀模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下:器材規(guī)格器材規(guī)格小電珠標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣滑動(dòng)變阻最大阻值10Ω,器R1額定電流1.0A電壓表V量程0~5V,內(nèi)阻5kΩ滑動(dòng)變阻器R2最大阻值1kΩ,額定電流0.5A電流表A1量程0~100mA,內(nèi)阻4Ω直流電源E電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻約為0.5Ω電流表A2量程0~500mA,內(nèi)阻0.4Ω導(dǎo)線、電鍵等(1)在上述器材中,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________;電流表應(yīng)選________.(2)在下圖所示中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,把實(shí)驗(yàn)儀器連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路.(3)利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在I-U坐標(biāo)系中,描繪出了右圖所示的小電珠的伏安特性曲線.根據(jù)此圖給出的信息,可以判斷出圖

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