2012高考一轮复习物理（要点 命题导向 策略） 实验8描绘小电珠的伏安特性曲线.ppt

1、实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线考点一 实验目的 描绘小电珠的伏安特性曲线并分析其规律考点二 实验原理 利用电流表测出通过小电珠的电流，利用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各组对应点，用一条平滑的曲线把这些点连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线了考点三 实验器材 小电珠(3.8 V,0.3 A)或(9 V,0.7 A)一个，电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个，滑动变阻器(最大阻值20)一个，学生低压直流电源(或电池组)，开关一个，导线若干，坐标纸、铅笔考点四 实验步骤 1根据小电珠上标示的额定电压和额定电流，选定电源的输出电压和电

2、表的量程；2将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图1所示的电路；3将滑片移动到右端，闭合开关，调节变阻器，读出并记录多组U、I数值，将测量数据填入表格中；4断开开关，拆除电路图2考点五 数据处理 实验中的U、I数据记入下表中(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系，选取合适的标度；(2)在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连接起来，得出小电珠的伏安特性曲线U/V00.2 0.4 0.6 0.9 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.8I/A0考点六 误差分析 1电表的精度和读数带来的误差；2描点、作图所带来的误差；

3、3对图象进行分析计算所带来的误差考点七 注意事项 1实验前注意检查电表是否指零，如果不指零，要调节定位螺丝使指针指零经过计算可知，小电珠电阻较小，为了减小误差，电流表采用外接法，为了使小电珠两端的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法；2.实验过程中为了减小误差，电压表量程要进行变换当U3 V时采用03 V量程；U3 V时采用015 V量程；3闭合电键S前，滑动变阻器滑片应移到一端，使开关闭合时小电珠两端的电压能从0开始逐渐增大，在滑片移动的过程中，加在小电珠两端的电压不要超过小电珠的额定电压4画UI图线时，不要画成折线，要用平滑曲线连接，如果有个别偏离较远的点应该舍弃题型一 仪器

4、及电路的选择例1在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，使用的小电珠为“6 V,3 W”，其他可供选择的器材有：电压表 V1(量程6 V，内阻20 k)电压表V2(量程20 V，内阻60 k)电流表A1(量程3 A，内阻0.2)电流表A2(量程0.6 A，内阻1)变阻器R1(01000，0.5 A)变阻器R2(020，2 A)学生电源E(6 V8 V)开关S及导线若干实验中要求电压表在06 V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用_，变阻器应选用_在图所示的方框中画出实验的原理图解析小灯泡额定电压为6 V，额定电流为0.5 A

5、，即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.5 A，最大电压不超过6 V，在选择电压表和电流表时，本着安全、精确的原则，安全原则即量程要大于所测电流或电压值，精确原则是量程要尽量小，量程越小测量越精确，故电流表应选A2，电压表应选V1；滑动变阻器选取时要本着安全、够用、调节方便的原则“安全”即流过变阻器最大电流(IE/R)应小于允许通过的最大电流“方便”即变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻，本实验中的小灯泡在正常工作时电阻为R灯 12，故应选用R2.连接电路时，变阻器采取分压式；电流表接成外接法原理如图2所示图2答案A2R2 如图2所示题后反思：仪器选择的一般顺序是先易后难首先确定出必须使用而又不必选

6、择的仪器，然后以其为突破口，根据电路要求和电路计算，选择出电源、滑动变阻器、电流表、电压表以及合理的量程待测电阻的额定电流、额定电压(估算值)是选择合适量程的电流表和电压表的重要依据(2009福建高考)某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件图3为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：图3器材(代号)规格电流表(A1)量程050 mA，内阻约为50 电流表(A2)量程0200 mA，内阻约为10 电压表(V1)量程03 V，内阻约为10 k电压表(V2)量程015 V，内阻约为25 k滑动变阻器(R1)阻值范围015，允许

7、最大电流1 A滑动变阻器(R2)阻值范围01 k，允许最大电流100 mA直流电源(E)输出电压6 V，内阻不计开关(S)导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻器应选用_(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在图4的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？图4相同点：_；不同点：_.解析：图中的(1)从所给的伏安特性曲线看出，最大电流为0.14 A，大于电流表A1的量程，小于电流表A2的量程，所以电流表选择A2.图中的最大电压

8、不超过V1的量程，且V1的测量更精确，R1的最大阻值与所给的伏安特性曲线反映的元件的电阻值相当，且I1A0.4 A1 A，而R2的阻值太大，所以选择R1.(2)待测元件的电阻满足RARxRV，所以选择电流表外接法，伏安特性曲线中要求电压从零开始变化，所以选择滑动变阻器分压式连接(3)伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所测出的伏安特性曲线是斜率逐渐增大的曲线，表明电阻是随电压和电流的增大而减小的，所以是非线性的而小电珠的灯丝是金属，其伏安特性曲线也是非线性的，这是两者的相同点，但小电珠的电阻率是随电压和电流的增大而增大的，这是两者的不同点答案：(1)A2V1R1(2)电路如图5所示图5(3)伏安

9、特性曲线都是非线性的 小电珠的伏安特性曲线表明随电流和电压的增大电阻增大，而该元件的伏安特性曲线表明随电流和电压的增大电阻减小题型二 实物图连线例2如图6所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：图6A待测电阻Rx(约100)；B直流毫安表(量程010 mA，内阻50)；C直流电压表(量程03 V，内阻5 k)D直流电源(输出电压4 V，内阻不计)E滑动变阻器(阻值范围015，允许最大电流1 A)F开关1个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线实物连续如图7所示图7 答案如图7所示题后反思：分压电路的实物连接是学习的难点，连线时可先连电源开关滑

10、动变阻器两端(阻值最大)，再连接待测电阻支路，最后将伏特表并联到Rx两端连图时要尽量按照电流的流向，先“串”后“并”，先“干路”后“支路”，同时也要注意电压表和电流表接线柱的“”、“”(2008天津高考)用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图8连线成为实验电路图8解析：从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻R0的阻值可以判断测量电路要用电流表内接法，滑动变阻器的电阻比较小，所以电源电路采用分压法答案：实物连接如图9图91有一规格为“220 V,100 W”的灯泡，现用一准确的欧姆表测其电阻，测量的结果是()A大于484 B等于484 C小于484 D无法确定解析

11、：R 484 是灯发热状态下的电阻用欧姆表测量时，灯丝温度为室温，所以其阻值比484 小答案：C2要测定小灯泡L“2.5 V,0.3 A”的伏安特性曲线，测量电路应选用下图中的哪种电路()解析：一般小灯泡的电阻比较小，与电流表内阻差不太远，而与电压表内阻相差太远所以为使测量准确，应选安培表外接法，故选A.答案：A3用下列器材，测定小灯泡的额定功率(A)待测小灯泡，额定电压6 V，额定功率约为3 W(B)电流表：量程0.6 A、内阻约为0.5(C)电压表：量程3 V、内阻约为5 k(D)滑动变阻器R：最大阻值20、额定电流1 A(E)电源：电动势10 V、内阻很小(F)定值电阻：R010 k(G

12、)开关一个，导线若干(1)画出实验电路图；(2)实验中，电压表的示数应调为多少伏？若此时电流表示数为1 A，则小灯泡的额定功率为多大？答案：(1)电压表的量程小于小灯泡的额定电压，可串联定值电阻R0改装成量程为9 V的电压表小灯泡的额定电流约为I灯0.5 A，电阻大约为R灯12 15 k，所以应将电流表外接实验电路如图10所示图10(2)小灯泡两端的电压调为6 V时，电压表两端的电压为：UU灯6 V2 V，即电压表示数应调为2 V，小灯泡额定功率为6 W4某同学用如图11所示的电路欲测绘标有“3.8 V0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象图11(1)除了导线和开关外，有以下一些器

13、材可供选择：电流表：A1(量程100 mA，内阻约2)A2(量程0.6 A，内阻约0.3)；电压表：V1(量程5 V，内阻约5 k)；V2(量程15 V，内阻约15 k)；滑动变阻器：R1(阻值范围010)；R2(阻值范围02 k)；电源：E1(电动势为1.5 V，内阻约为0.2)；E2(电动势为4 V，内阻约为0.04)为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_，电源_(填器材的符号)(2)根据实验数据，计算并描绘出RU的图象，如图12所示由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为_，灯泡实际消耗的电功率为_W图12(3)根据

14、RU图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系符合该关系的示意图是下图中的_答案：(1)对器材的选用应以安全、实用为原则小灯泡的额定电压和额定电流分别为3.8 V和0.3 A，故电压表应选V1，电流表应选A2；由于是分压接法，故滑动变阻器应选R1，电源应选E2.(2)由RU图象可看出：U0时，小灯泡不工作，对应电阻为1.5，当U3.0 V时，对应的电阻为11.5.此时，灯泡实际消耗的功率P0.78 W.(3)由RU图线可看出，随U的增大，电阻的变化越来越小，而P，随U的变化，功率P的变化将更加明显，故选A.5在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图13

15、所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零闭合开关后：图13(1)若电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小电珠不亮，则断路的导线为_；(2)若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小电珠亮，则断路的导线为_；(3)若反复调节滑动变阻器，小电珠亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为_解析：将实物图转化成原理图，如图14所示图14(1)电压表有示数说明电压表与供电电路相连，而小灯泡不亮，故d导线断(2)电压表示数为零，电流表为0.3 A，则电压表与电源断开，故h导线断(3)无论如何调节，电压表、电流表示数不能调为零，说明变阻器不为分压式接法，

16、但灯泡仍亮且变化，故g导线断答案：(1)d(2)h(3)g6如图15甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的IU特性曲线的实验电路图图15(1)根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整(2)开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于_端(选填“A”、“B”或“AB中间”)(3)实验中测得有关数据如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27根据表中的实验数据，在图16中画出小灯泡的IU特性曲线图16(4)若已知小灯泡灯丝在27时电阻值约为1.5，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成

17、正比，试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为_.解析：(1)实验电路连接如图17所示图17(2)开关S闭合后，调节滑动变阻器应使小灯泡两端的电压从0逐渐增大，防止小灯泡被烧毁所以开关S闭合之前，滑片应该置于A端(3)画出的小灯泡的IU特性曲线，如图18所示图18(4)从图18中可以得出，小灯泡的电压为2.5 V时，通过小灯泡的电流为0.26 A，小灯泡以额定功率工作时灯丝的电阻为：R 9.6，由题意知，灯丝的电阻值与灯丝的热力学温度成正比，则有：RTR1T1，解得TK1920 K灯丝的温度为：tT2731647.答案：(1)见图17(2)A(3)见图18(4)16477(2008广东高考)

18、某同学利用图19(a)所示的电路研究灯泡L1(6 V,1.5 W)、L2(6 V,10 W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定)，图19(b)为实物图(1)他分别将L1、L2接入图19(a)中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现灯泡均能正常发光在图19(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整(2)接着他将L1和L2串联后接入图19(a)中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是_(3)现有如下器材：电源E(6 V，内阻不计)，灯泡L1(6 V,1.5 W)、L2(6 V,10 W)，L3(6 V,10 W)，单刀双掷开关S.在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L1亮，右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L1亮，左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮解析：(1)变阻器为分压式接法(2)由于RL1比RL2大得多，因而灯泡L2分得的电压很小，虽然有电流流过，但功率很小，不能发光(3)结合(2)中的现象来设计电路答案：(1)如图20b(2)由于RL1比RL2大得多，因而灯泡L2分得的电压很小，虽然有电流流过，但功率很小，不能发光(3)如图20c图20