2022年高考物理一轮复习-第7章-恒定电流-实验8-描绘小电珠的伏安特性曲线课件.ppt

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1、实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练实验八描绘小电珠的伏安特性曲线实验八描绘小电珠的伏安特性曲线第一页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第二页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练注意事项注意事项1.电流表外接法：电流表外接法：本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。电路必须采用电流表外接法。2.滑动变阻器应采用分压式连接滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出本实验要作出IU图象，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，图象，要

2、求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法。故控制电路必须采用分压接法。3.保护元件安全：保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的应位于图中的a端。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。端。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。第三页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练误差分析误差分析1.由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实

3、值。，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。2.测量时读数带来误差。测量时读数带来误差。3.在坐标纸上描点、作图带来误差。在坐标纸上描点、作图带来误差。第四页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练热点一实验原理的理解和电路的连接热点一实验原理的理解和电路的连接【例【例1】有一个小电珠上标有有一个小电珠上标有“4 V，2 W”的字样，现在要用伏安法描的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的绘这个电珠的IU图线，现有下列器材供选用：图线，现有下列器材供选用：A.电压表电压表(05 V，内阻，内阻10 k)B.电压表电压表(015 V，内阻，内阻

4、20 k)C.电流表电流表(03 A，内阻，内阻0.4 )D.电流表电流表(00.6 A，内阻，内阻1.0 )E.滑动变阻器滑动变阻器(10 ，2 A)F.滑动变阻器滑动变阻器(500 ，1 A)G.学生电源学生电源(直流直流6 V)、开关、导线若干、开关、导线若干第五页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_。图图1(2)实验中所用电压表应选用实验中所用电压表应选用_，电流表应选用，电流表应选用_，滑动变，滑动变阻器应选用阻器应选

5、用_。(用序号字母表示用序号字母表示)第六页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(3)把图把图2中所示的实验器材按图中所示的实验器材按图1用笔画线代替导线连接成实物电路图。用笔画线代替导线连接成实物电路图。图图2第七页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(3)按图按图1连接实物电路，如图所示。连接实物电路，如图所示。第八页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案(1)描绘电珠的描绘电珠的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据组

6、数据(2)ADE(3)见解析图见解析图第九页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】1.(2016江西上饶中学一模江西上饶中学一模)在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验的实验中，除标有中，除标有“6 V、1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：的小灯泡、导线和开关外，还有：A.直流电源直流电源6 V(内阻不计内阻不计)B.直流电流表直流电流表03 A(内阻内阻0.1 以下以下)C.直流电流表直流电流表0300 mA(内阻约为内阻约为5 )D.直流电压表直流电压表015 V(内阻约为内阻约为15 k)E.滑

7、动变阻器滑动变阻器“10 2 A”F.滑动变阻器滑动变阻器“1 k0.5 A”实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。第十页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练图图3(1)实验中电流表应选用实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_。(均均用序号表示用序号表示)(2)试按要求在虚线方框试按要求在虚线方框3甲中画出电路图。甲中画出电路图。(3)根据电路图将图乙中所示器材连成实验电路。根据电路图将图乙中所示器材连成实验电路。第十一页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点

8、突破热点突破随堂演练随堂演练解析解析(1)小灯泡的额定电流为小灯泡的额定电流为0.25 A，估算其电阻为，估算其电阻为24 ，故为精，故为精确测量，电流表选确测量，电流表选C；为方便调节，滑动变阻器选；为方便调节，滑动变阻器选E。(2)小灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，滑动变阻器电阻相对灯泡小灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，滑动变阻器电阻相对灯泡较小，小灯泡两端的电压又要从零开始调节，故滑动变阻器选用分压式较小，小灯泡两端的电压又要从零开始调节，故滑动变阻器选用分压式接法。接法。(3)实物图连接可以根据分压式接法先把滑动变阻器下面两个接线柱直接连实物图连接可以根据分压式接法先把滑动变阻器下

9、面两个接线柱直接连在电源和开关两端，再考虑小灯泡和电流表串联的一端接在滑动变阻器的在电源和开关两端，再考虑小灯泡和电流表串联的一端接在滑动变阻器的上接线柱上，另一端接在开关离电源远的那个接线柱上，最后连接电压表上接线柱上，另一端接在开关离电源远的那个接线柱上，最后连接电压表。(要注意电流进出电表必须正进负出要注意电流进出电表必须正进负出)第十二页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案(1)CE(2)如图所示如图所示(3)如图所示如图所示第十三页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练热点二实验数据处理与分析热

10、点二实验数据处理与分析【例【例2】2015福建理综，福建理综，19(2)某学习小组探究一小电珠在不同电压下某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图的电功率大小，实验器材如图4甲所示，现已完成部分导线的连接。甲所示，现已完成部分导线的连接。实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；中完成余下导线的连接；图图4第十四页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突

11、破热点突破随堂演练随堂演练某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A；该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 V、内阻为、内阻为1 的电的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W(保留两位小数保留两位小数)。第十五页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练第十六页，编辑于

12、星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案连线如图连线如图0.4442.25第十七页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】2.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线。实验可供选择的器材有：用实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线。实验可供选择的器材有：A.小灯泡小灯泡(2.5 V，1.2 W)B.电流表电流表(量程量程00.6 A，内阻，内阻r1 )C.电压表电压表(量程量程03 V，内阻未

13、知，内阻未知)D.滑动变阻器滑动变阻器R2(05 ，额定电流，额定电流1 A)E.电源电源(E3 V，内阻不计，内阻不计)F.定值电阻定值电阻R0(阻值阻值6 )G.开关一个和导线若干开关一个和导线若干第十八页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量减小系统误差，在虚线框要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量减小系统误差，在虚线框内画出完整的实验电路图。内画出完整的实验电路图。图图5(2)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：I是电流表的示数，是电流表的示数，

14、U是电压表的示数，是电压表的示数，U灯灯是小灯泡两端的实际电压。请通过计算补全表是小灯泡两端的实际电压。请通过计算补全表格中的空格，然后在如图格中的空格，然后在如图5坐标纸中画出小灯泡的伏安特性曲线。坐标纸中画出小灯泡的伏安特性曲线。第十九页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练I/A0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.080.150.250.400.600.901.301.852.503.00U灯灯/V 解析解析(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化，故采用滑动变阻器的分压式要求小灯泡两端的电压从零

15、开始变化，故采用滑动变阻器的分压式接法；本题电流表的内阻已知为接法；本题电流表的内阻已知为1 ，其内压降可算出，为了尽量减小系，其内压降可算出，为了尽量减小系统误差，故采用电流表内接法。实验电路如图甲所示。统误差，故采用电流表内接法。实验电路如图甲所示。甲甲第二十页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(2)小灯泡两端的电压等于电压表的读数减去电流表两端的电压。因为电流小灯泡两端的电压等于电压表的读数减去电流表两端的电压。因为电流表内阻为表内阻为1 ，故电流表两端的电压值与电流表的读数相等。，故电流表两端的电压值与电流表的读数相等。I/A0.05 0.1

16、00.15 0.200.250.30 0.35 0.400.450.48U/V0.08 0.150.25 0.400.600.90 1.30 1.852.503.00U灯灯/V 0.03 0.050.10 0.200.350.60 0.95 1.452.052.52小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。乙乙答案答案见解析见解析第二十一页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练热点三实验的拓展与创新热点三实验的拓展与创新以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，

17、不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特点。而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特点。1.以实验原理及实验方法为基础，探究小灯泡功率与电压的关系。以实验原理及实验方法为基础，探究小灯泡功率与电压的关系。2.实验对象的变迁实验对象的变迁第二十二页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练3.数据处理方式的改进数据处理方式的改进采用采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。第二十三页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练【例【例3】2015广东理综，广东理综，34

18、(2)某实验小组研究两个未知元件某实验小组研究两个未知元件X和和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为内阻约为3 k)、电流表、电流表(内内阻约为阻约为1 )、定值电阻等。、定值电阻等。图图6第二十四页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练使用多用电表粗测元件使用多用电表粗测元件X的电阻。选择的电阻。选择“1”欧姆挡测量，示数如图欧姆挡测量，示数如图6(a)所示，读数为所示，读数为_。据此应选择图。据此应选择图6中的中的 _(填填“b”或或“c”)电路进行实验。电路进行实验。连接所选电路，闭合连接所选电路，闭合S；滑

19、动变阻器的滑片；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的从左向右滑动，电流表的示数逐渐示数逐渐_(填填“增大增大”或或“减小减小”)；依次记录电流及相应的电；依次记录电流及相应的电压；将元件压；将元件X换成元件换成元件Y，重复实验。，重复实验。图图7第二十五页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练图图7(a)是根据实验数据作出的是根据实验数据作出的UI图线，由图可判断元件图线，由图可判断元件_(填填“X”或或“Y”)是非线性元件。是非线性元件。该小组还借助该小组还借助X和和Y中的线性元件和阻值中的线性元件和阻值R21 的定值电阻，测的定值电阻，测量待测电

20、池的电动势量待测电池的电动势E和内阻和内阻r，电路如图，电路如图7(b)所示。闭合所示。闭合S1和和S2，电，电压表读数为压表读数为3.00 V；断开；断开S2，读数为，读数为1.00 V，利用图，利用图7(a)可算得可算得E_V，r_(结果均保留两位有效数字，视电压表为结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表理想电压表)。第二十六页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练解析解析欧姆表的读数欧姆表的读数R示数示数倍率，得倍率，得R10 ；根据实验电路产；根据实验电路产生误差的原因知应选用电流表外接，故选择生误差的原因知应选用电流表外接，故选择“b”电

21、路进行实验。电路进行实验。滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，从左向右滑动，R左左增大，待测电阻两端的电压增大，待测电阻两端的电压增大，所以电流表的示数增大。增大，所以电流表的示数增大。根据伏安特性曲线知，根据伏安特性曲线知，X为线性元件，为线性元件，Y为非线性元件，且为非线性元件，且RX10 。由闭合电路欧姆定律：由闭合电路欧姆定律：第二十七页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案10b增大增大Y3.20.50第二十八页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】3.2013

22、年年12月月14日晚上日晚上9点点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾，并在球虹湾，并在4分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆，中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软地外天体成功软着陆，中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有着陆的国家。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组用测绘小灯泡伏安特

23、性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能没有储存电能)的的IU特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表，电流表A，电压表，电压表V，滑动变阻器，滑动变阻器R，开关，开关S及导线若干。及导线若干。第二十九页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(1)为了达到上述目的，应选用图为了达到上述目的，应选用图8中的哪个电路图：中的哪个电路图：_(填填“甲甲”或或“乙乙”)。图图8(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图该实验小组根据实验得到的数

24、据，描点绘出了如图9所示的所示的IU图象。图象。由图可知，当电压小于由图可知，当电压小于2.0 V时，太阳能电池的电阻时，太阳能电池的电阻_(填填“很很大大”或或“很小很小”)；当电压为；当电压为2.8 V时，太阳能电池的电阻约为时，太阳能电池的电阻约为_。(保留两位有效数字保留两位有效数字)第三十页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练图图9答案答案(1)甲甲(2)很大很大1.0103第三十一页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练1.在做在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用器材

25、有：电动势为的实验时，所用器材有：电动势为6 V的电源，额定电压为的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图，图10甲所示是没有连接完的实物电路。甲所示是没有连接完的实物电路。(已连接好的导线有已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根六根)图图10第三十二页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整

26、。(2)连好电路，闭合开关，移动滑片连好电路，闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为到某处，电压表的示数为2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向向_(填填“左左”或或“右右”)端滑动。端滑动。(3)通过移动滑片通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘制成了如图乙所示的制成了如图乙所示的UI图线，根据图线，根据UI图线提供的信息，可计算图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率为出小灯泡的额定功率为_W。(4)小灯泡的小灯泡的UI图线是曲线而不是过原点的直线，原因是图线是曲线而不是过

27、原点的直线，原因是_。第三十三页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练解析解析(1)小灯泡的电阻很小，因此采用电流表外接法；实验时，要求小灯泡的电阻很小，因此采用电流表外接法；实验时，要求小灯泡两端电压从小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压，滑动变阻器应采用分压式接逐渐增大到额定电压，滑动变阻器应采用分压式接法。实物电路如答案图所示。法。实物电路如答案图所示。(2)将滑片将滑片P向右端滑动，可以增大灯泡两端的电压。向右端滑动，可以增大灯泡两端的电压。(3)根据根据UI图象可知，图象可知，U2.5 V时，时，I0.2 A，所以小灯泡的额定功，所以小灯泡的额

28、定功率为率为PUI0.5 W。(4)UI图线上各点与原点连线的斜率表示灯丝的电阻，图线是曲线而图线上各点与原点连线的斜率表示灯丝的电阻，图线是曲线而不是过原点的直线，这是因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大。不是过原点的直线，这是因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大。第三十四页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案(1)如图所示如图所示(2)右右(3)0.5(4)灯丝的电阻会随温度的升高而增灯丝的电阻会随温度的升高而增大大第三十五页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练2.在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯

29、泡的伏安特性曲线”的实验中。的实验中。(1)某同学通过实验得到了某同学通过实验得到了8组数据，且已经描在了图组数据，且已经描在了图11所示的所示的IU坐标系中，请在图坐标系中，请在图11中画出小灯泡的伏安特性曲线。中画出小灯泡的伏安特性曲线。(2)请在图请在图12中选出该实验正确的实验电路图：中选出该实验正确的实验电路图：_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)。图图11图图12第三十六页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(3)根据所选电路图，请在图根据所选电路图，请在图13中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的

30、实验电路。的实验电路。图图13(4)由伏安特性曲线知，该小灯泡的电阻随电压的升高而由伏安特性曲线知，该小灯泡的电阻随电压的升高而_(选填选填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。第三十七页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练(5)根据伏安特性曲线，可判断出图中正确的关系图象是根据伏安特性曲线，可判断出图中正确的关系图象是_(图中图中P为小灯泡的功率，为小灯泡的功率，I为通过小灯泡的电流为通过小灯泡的电流)。解析解析(1)如图如图a所示。所示。(2)观察小灯泡的观察小灯泡的IU图象，可以看出实验是从电压为零时开始描图象，可以看出实验是从电压为零时开始描点，说明电压从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法点，说明电压从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，因此甲图所示电路正确。，因此甲图所示电路正确。(3)电路实物连接图如图电路实物连接图如图b所示。所示。第三十八页，编辑于星期六：一点 五十分。实验基础实验基础热点突破热点突破随堂演练随堂演练答案答案(1)图见解析图见解析(2)甲甲(3)图见解析图见解析(4)增大增大(5)D第三十九页，编辑于星期六：一点 五十分。