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