描绘小灯泡的伏安曲线描绘电场的等势线.ppt
描描绘绘小小灯灯泡泡的的伏伏安安曲曲线线描描 绘绘 电电 场场 的的 等等 势势 线线描绘小灯泡的伏安曲线描绘小灯泡的伏安曲线描绘电场的等势线描绘电场的等势线描绘小灯泡的伏安曲线描绘小灯泡的伏安曲线 06年苏锡常镇四市一模年苏锡常镇四市一模12 2006年全国卷年全国卷22(1)2006年高考上海卷年高考上海卷17 2006年高考北京卷年高考北京卷21(2)例例1用描迹法画出电场中平面上的等势线用描迹法画出电场中平面上的等势线 例例2 2004年全国理综年全国理综22(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线1.画出实验电路图如图示画出实验电路图如图示AA C BV2.为什么电流表采用外接法？为什么电流表采用外接法？3.滑动变阻器为什么要用分压器接法？滑动变阻器为什么要用分压器接法？描绘出一个描绘出一个“220V 60W”灯泡的灯泡的UI 图象，肯定不符图象，肯定不符合实际的是下图中的合实际的是下图中的 （）000A B C DUI0UIUIUIA C D上图中，若将上图中，若将 I、U对调，则选对调，则选 （）A B D4.若测出一个热敏电阻的若测出一个热敏电阻的U-I图线图线,正确的应是上图中的（正确的应是上图中的（）C5.画出的画出的UI图象的斜率的物理意义是什么？图象的斜率的物理意义是什么？6.为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大？为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大？0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0U/VI/A0.50.40.30.20.106年苏锡常镇四市一模年苏锡常镇四市一模12、12.(12分分)小小灯灯泡泡灯灯丝丝的的电电阻阻会会随随温温度度的的升升高高而而增增大大，某某同同学学为为研研究究这这一一现现象象,利利用用下下列列实实验验器器材材:电电压压表表、电电流流表表、滑滑动动变变阻阻器器（变变化化范范围围0-10）、电电源源、小小灯灯泡泡、开开关关、导导线线若若干干来来设设计计实实验验,并并通通过过实实验验得得到到如如下下数据（数据（I 和和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压）分别表示小灯泡上的电流和电压）.I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)请在下面的方框中画出实验电路图请在下面的方框中画出实验电路图(2)在下图中画出小灯泡的在下图中画出小灯泡的 I-U 曲线曲线 Av(3)把本题中的小灯泡接到图示电路中，若电源电动把本题中的小灯泡接到图示电路中，若电源电动势势 E=2.0V,内阻不计内阻不计,定值电阻定值电阻 R=5,则此时小灯泡则此时小灯泡的功率是的功率是_ W.SRE解：解：小灯泡和电阻小灯泡和电阻R串联接在串联接在2V电路电路中，在小灯泡的伏安图线中试探选取中，在小灯泡的伏安图线中试探选取工作点工作点,使两者电压之和等于使两者电压之和等于2V。0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0U/VI/A0.50.40.30.20.1当当I=0.28A时，时，U灯灯=0.55V，UR=0.28 5=1.4V U灯灯+UR2VP灯灯=IU灯灯=0.280.55=0.15 W（在（在0.140.18W之间均对。）之间均对。）0.15上页上页下页下页(3)把本题中的小灯泡接到图示电路中，若电源电动把本题中的小灯泡接到图示电路中，若电源电动势势 E=2.0V,内阻不计内阻不计,定值电阻定值电阻 R=5,则此时小灯泡则此时小灯泡的功率是的功率是_ W.SRE又解：又解：0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0U/VI/A0.50.40.30.20.1 小灯泡和电阻小灯泡和电阻R串联接在串联接在2V电路中，两电路中，两者电压之和等于者电压之和等于2V。U灯灯+UR=2V U+I R=2V I=(2-U)/R=0.4-0.2 U在图线中作在图线中作I=0.4-0.2 U 与小灯泡的与小灯泡的 I-U 曲线交点为曲线交点为CCIC=0.28A，UC=0.56V，P灯灯=ICUC=0.280.56=0.16 W（在（在0.140.18W之间均对。）之间均对。）0.16题目题目上页上页2006年全国卷年全国卷22(1)、22、（17分分）（1）现现要要测测定定一一个个额额定定电电压压4V、额额定定功功率率1.6W的的小小灯灯泡泡（图图中中用用 表表示示）的的伏伏安安特特性性曲曲线线.要求所测电压范围为要求所测电压范围为0.1V4V.现有器材：直流电源现有器材：直流电源E(电动势电动势4.5V,内阻不计内阻不计)，电压表电压表 (量程量程4.5V,内阻约为内阻约为4104),电流表电流表 (量程量程250mA，内阻约为，内阻约为2)，电流表电流表 （量程（量程500mA，内阻约为，内阻约为1）,滑动变阻器滑动变阻器R(最大值约为最大值约为30),电键电键S，导线若干，导线若干.VA1A2如如果果既既要要满满足足测测量量要要求求，又又要要测测量量误误差差较较小小，应应该该选用的电流表是选用的电流表是 ，下面两个电路应该选下面两个电路应该选用的是用的是 .甲甲AVSRE乙乙AVSREA2甲甲2006年高考上海卷年高考上海卷17、17.（7分分）表表格格中中所所列列数数据据是是测测量量小小灯灯泡泡U-I关关系系的的实实验数据：验数据：（1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图 （填（填“甲甲”或或“乙乙”）；）；U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I (A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215SAv图乙图乙AvS图甲图甲甲甲（2）在方格纸内画出小灯泡的）在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线，分析曲线可曲线，分析曲线可知小灯泡的电阻随知小灯泡的电阻随I变大而变大而 （填（填“变大变大”、“变变小小”或或“不变不变”）；）；（3）如图丙所示，用一个定值电阻）如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计，电动势为泡组成串并联电路，连接到内阻不计，电动势为3V的的电源上。已知流过电阻电源上。已知流过电阻R的电流是流过灯泡的电流是流过灯泡b电流的两电流的两倍，则流过灯泡倍，则流过灯泡b的电流约为的电流约为 A。aRb图丙U/VI/A00.05 0.10 0.15 0.203.02.52.01.51.00.5变大变大0.072006年高考北京卷年高考北京卷21(2)、21（2）某同学用图）某同学用图2所示电路，测绘标有所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻的小灯泡的灯丝电阻R随电压随电压U变化的图象变化的图象.除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:电流表：电流表：A1(量程量程100 mA,内阻约内阻约2);A2(量程量程0.6 A,内阻约内阻约0.3 );电压表：电压表：V1(量程量程5 V,内阻约内阻约5 K);V2(量程量程15 V,内阻约内阻约15 K);滑动变阻器：滑动变阻器：R1(阻值范围阻值范围010);R2(阻值范围阻值范围02k);电源：电源：E1(电动势为电动势为1.5 V，内阻为，内阻为0.2);E2(电动势为电动势为4 V,内阻约为内阻约为0.04).为了调节方便，测量准确，实验中为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表应选用电流表_，电压表电压表_,滑动变阻器滑动变阻器_，电源，电源 _ .(填器材的符号填器材的符号)AVRESA2V1R1E2根据实验数据，计算并描绘出根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图的图象如图3所示所示.由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_；当所加电压为当所加电压为3.00 V时，灯丝时，灯丝电阻为电阻为_,灯泡实际消耗灯泡实际消耗的电功率为的电功率为_W.根据根据R-U图象，可确定小灯图象，可确定小灯泡耗电功率泡耗电功率P与外加电压与外加电压U的关的关系系.符合该关系的示意图是下列符合该关系的示意图是下列图中的图中的_0U/VP/W0U/VP/W0U/VP/W0U/VP/WA B C D021412108643124U/V R/1.511.50.78A 有一用电器加上有一用电器加上4V电压时能正常工作电压时能正常工作,其功率粗其功率粗略估计在略估计在1.52W之间之间,现要测定该用电器的额定功率现要测定该用电器的额定功率器材器材代号代号规格规格器材器材代号代号器材器材电压表电压表V1量程量程3V,内阻内阻1k定值电定值电阻阻R3k电流表电流表A1量程量程3A,内阻不计内阻不计开关开关S电流表电流表A2量程量程0.6A,内阻不计内阻不计导线导线L滑动变阻器滑动变阻器R105，1A电源电源E15V,内阻不计内阻不计滑动变阻器滑动变阻器R2015,2A(1)从器材表中选出所需要的器材从器材表中选出所需要的器材(用代号表示用代号表示):.V1,A2,R2,R,S,L,E例例1、(2)在虚线框内画出测量的电路图在虚线框内画出测量的电路图(要标明电流表和电要标明电流表和电压表的正负接线柱压表的正负接线柱).(3)测量开始时测量开始时,滑动变阻器的滑动头所处的正确位置滑动变阻器的滑动头所处的正确位置是是 .(4)用电器正常工作时用电器正常工作时,电压表的指针应指在什么位置电压表的指针应指在什么位置?.(2)解解:电压表量程不够电压表量程不够,将将电阻电阻R跟电压表串联跟电压表串联,使量程使量程扩大为扩大为12V.滑动变阻器用分滑动变阻器用分压器接法压器接法,如图示如图示.SR2A2用电器用电器Rv1最左端最左端,使电压表读数为最小使电压表读数为最小1V刻度处刻度处用描迹法画出电场中平面上的等势线用描迹法画出电场中平面上的等势线 实实验验所所用用的的电电流流表表是是零零刻刻度度在在中中央央的的灵灵敏敏电电流流表表，在在实实验验前前应应先先查查明明电电流流方方向向与与指指针针偏偏转转方方向向的的关关系系。方方法法是是：将将电电流流表表、电电池池、电电阻阻、导导线线按按图图a或或图图b 连连接接，若若R是是阻阻值值很很大大的的电电阻阻，就就按按图图a连连接接；若若r是是阻阻值值很很小小的的电电阻阻，就就按按图图b连连接接。然然后后用用导导线线的的a端端试试触触电电流流表表的的另另一一端端，观观察察电电流流表表指指针针的的偏偏转方向，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。转方向，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。本本实实验验是是用用恒恒定定电电流流的的电电流流场场来来模模拟拟静静电电场场。与与电电池池正正极极相相连连的的A电电极极相相当当于于正正点点电电荷荷，与与电电池池负负极极相相连连的的B相相当当于于负负点点电电荷荷。白白纸纸应应放放在在最最下下面面，导导电电纸纸应应放放在在最最上上面面（涂涂有有导导电电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相等。把所有与同一个基准点电势相等的点连起来，就是等势等。把所有与同一个基准点电势相等的点连起来，就是等势线。线。GAB探针探针GGaaRr(a)(b)例例2、用用恒恒定定电电流流的的电电流流场场模模拟拟静静电电场场描描绘绘等等势势线线时时，下列哪些模拟实验的设计是合理的下列哪些模拟实验的设计是合理的A.如图如图所示圆柱形电极所示圆柱形电极M、N都接电源都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场 B.如图如图所示圆柱形电极所示圆柱形电极M接电源正极，接电源正极，圆环形电极圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷接电源负极，模拟正点电荷周围附近的静电场周围附近的静电场 C.如图如图所示两个平行的长条形电极所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场电容器间的静电场 D.如图如图所示圆柱形电极所示圆柱形电极M接电源负极，接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场模拟负点电荷周围的静电场M NMNM NM图图1图图2图图3图图4解：用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流。由于解：用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流。由于、两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理。两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理。、两个设计是合理的。选两个设计是合理的。选 B C。（2）图中给出器材为：）图中给出器材为：电源电源E（电动势为（电动势为12V，内阻不计），木板，内阻不计），木板N（板上从下（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器用作电极），滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表间导电纸的电阻），直流电压表V（量程为（量程为6V，内阻很，内阻很大，其负接线柱与大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针极相连，正接线柱与探针P相连），相连），开关开关K。现要用图中仪器描绘两平行金属条。现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场间电场中的等势线。中的等势线。AB间的电压要求取为间的电压要求取为6V（）在图中连线，）在图中连线，画成实验电路原理图。画成实验电路原理图。2004年全国理综年全国理综22(2)、VABRDKEP-+C连线如图示：连线如图示：（）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方。在横线上方。a.接好实验电路。接好实验电路。b.。c.合上合上K，并将探针，并将探针P与与A相接触。相接触。d.。e.用探针压印的方法把用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上。画的位置标记在白纸上。画一线段连接一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的两极，在连线上选取间距大致相等的5个个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上。点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上。f.将探针与某一基准点相触，将探针与某一基准点相触，这一点是此基准的等势点。用探针把这一点的位置也这一点是此基准的等势点。用探针把这一点的位置也压印在白纸上。用相同的方法找出此基准点的其它等压印在白纸上。用相同的方法找出此基准点的其它等势点。势点。g.重复步骤重复步骤f，找出其它，找出其它4个基准点的等势点。取出白纸个基准点的等势点。取出白纸画出各条等势线。画出各条等势线。把变阻器的滑动触头移到靠近把变阻器的滑动触头移到靠近D端处端处调节调节R，使电压表读数为，使电压表读数为6V，记下电压表读数，记下电压表读数，在在导导电电纸纸上上移移动动探探针针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点。找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点。
