(新课标)年高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第4讲 实验 描绘小电珠的伏安特性曲线课件.ppt
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1、课标版课标版 物理物理第4讲实验_描绘小电珠的伏安特性曲线 实验目的实验目的 1.描绘小电珠的伏安特性曲线。2.分析伏安特性曲线的变化规律。实验原理1.测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图像;2.由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。实验器材实验器材小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“03 V15 V”、电流表“00.6 A3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。教材研读教材研读 实验步骤实验步骤 1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按实验原理图连接好实验电路。2.将滑动变阻器的滑片移到使小电珠分得电压为零的一端,接线经检
2、查无误后,闭合开关S。3.移动滑动变阻器滑片到不同位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S。U(V)00.20.40.60.81.01.21.62.02.42.83.23.63.8I(A)4.拆除电路,整理仪器。数据处理数据处理 1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,建立坐标系。2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中,以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)。3.将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线。注意事项注意事项 1.电路的连接方式(1)电流表应采用外接法:小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小,与0
3、0.6 A的电流表串联时,电流表的分压影响很大。(2)滑动变阻器应采用分压式接法:目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。2.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。3.I-U图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右绘点要密,以防出现较大误差。4.当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加,到额定值记录I后,马上断开开关。5.误差较大的点舍去,I-U图线应是平滑曲线而非折线。误差分析误差分析 1.由于电压表、电流表不是理想电表,电表内阻对电路的影响会带
4、来误差。2.电流表、电压表的读数带来误差。3.在坐标纸上描点、作图带来误差。考点一器材的选取和实验操作考点一器材的选取和实验操作典例典例112013天津理综,9(3)要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V,并便于操作。已选用的器材有:电池组(电动势为4.5 V,内阻约1);电流表(量程为0250 mA,内阻约5);电压表(量程为03 V,内阻约3 k);电键一个、导线若干。实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)。A.滑动变阻器(最大阻值20,额定电流1 A)考点突破考点突破B.滑动变阻器(最大阻值1 750,额定电流0.3 A
5、)实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)。实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5 的电源两端,小灯泡消耗的功率是W。答案AB0.1解析测绘小灯泡的伏安特性曲线,要求能较大范围测量数据,所以控制电路部分应用分压式接法,滑动变阻器应用最大阻值小额定电流大的A。灯泡的电阻R=15,额定电流I=0.2A,由R=15=,依据“大内小外”的原则,可知电流表应采用外接法,故选B。在灯泡的I-U图上作出电源的I-U图线,交点即为这个电源给这个灯泡供电时的电流和电压,此时P灯=IU=0.11W=0.1W。1-1在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,除有一标有“6
6、V,1.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有:A.直流电源6V(内阻不计)B.直流电流表03A(内阻0.1以下)C.直流电流表0300mA(内阻约为5)D.直流电压表010V(内阻约为15k)E.滑动变阻器(10,2A)F.滑动变阻器(1k,0.5A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。(1)实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用(均用序号表示)。(2)在方框内画出实验电路图。(3)试将图中所示器材连成实验电路。答案(1)CE(2)实验电路图如图所示(3)实物图连线如图所示解析由I额=A=250mA,故电流表应选C。因要求电压从零开始变化,滑动变阻器用分压接法,应选小阻值的E。1
7、-2某实验小组的同学在学校实验室中发现一电学元件,该电学元件上标有“最大电流不超过6mA,最大电压不超过7V”,同学们想通过实验描绘出该电学元件的伏安特性曲线,他们设计的一部分电路如图所示,图中定值电阻R=1k,用于限流;电流表量程为10mA,内阻约为5;电压表(未画出)量程为10V,内阻约为10k;电源电动势E为12V,内阻不计。(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:A.阻值0200,额定电流0.3AB.阻值020,额定电流0.5A应选择的滑动变阻器是(填“A”或“B”)。正确接线后,测得数据如下表:次数12345678910U/V0.003.006.006.166.286.326.366.
8、386.396.40I/mA0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.00(2)由以上数据分析可知,电压表并联在M与之间(填“O”或“P”)。(3)将电路图在虚线框中补充完整。(4)从表中数据可知,该电学元件的电阻特点是:。答案(1)B(2)P(3)如图所示(4)当元件两端的电压小于6V时,元件的电阻非常大,不导电;当元件两端的电压大于6V时,随着电压的升高元件的电阻变小解析(1)因要描绘该电学元件的伏安特性曲线,所以元件的电压应从0开始,则滑动变阻器应采用分压式接法,故应选择最大阻值较小的滑动变阻器B,这样便于调节。(2)从表中数据看,由于被测元件的电阻大约
9、为1k,对照电压表、电流表的内阻,应用电流表内接法,电压表应并联在M与P之间。(3)图见答案。(4)从表中数据可以看出:当元件两端的电压小于6V时,元件的电阻非常大,不导电;当元件两端的电压大于6V时,随着电压的升高元件的电阻变小。典例典例2物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该小灯泡的电阻约为2,然后根据公式计算出该小灯泡的额定电压U=V=1.22V。他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过小灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制小灯泡的U-
10、I图线,进而分析小灯泡的额定电压。A.电压表V(量程3V,内阻约3k)B.电流表A1(量程150mA,内阻约2)C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6)考点二数据处理和误差分析考点二数据处理和误差分析D.滑动变阻器R1(020)E.滑动变阻器R2(0100)F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)G.开关S和导线若干H.待测小灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择(填“R1”或“R2”)。(2)在实验过程中,该同学将小灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23
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