浙江版2020版高考物理一轮复习实验7测绘小灯泡的伏安特性曲线课件.ppt

实验7测绘小灯泡的伏安特性曲线,(1)实验中电流表选用(选填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选用(选填“R1”或“R2”)。(2)请在图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。(3)采用上述电路正确测量,测得的电阻(选填“大于”、“小于”或“等于”)它的实际阻值,其原因是。,答案(1)A1R1(2)如图所示(3)大于电流表分压,解析(1)电路中可能出现的最大电流Im=A=9mA,则电流表选择A1;滑动变阻器要用分压式接法,则要选择阻值较小的R1;(2)因RxRA,则电流表内接;滑动变阻器用分压式接法;(3)采用上述电路正确测量,测得的电阻大于它的实际阻值,是电流表的分压造成的。,B.从额定电流开始慢慢减小到0C.随意移动滑片,测出想测的电压电流值即可(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,请仔细观察该图像,然后描述小灯泡的电阻变化规律:。(4)当电压为2.4V时,小灯泡的电阻为。(结果保留一位小数),考点二实验数据处理与误差分析,1.电学实验电路设计的思路与方法(1)首先应明确题目的要求,看清题目要求测定什么物理量,验证、探究什么物理规律,或要求设计达到何种标准的电路等。其设计原则是:安全、方便、经济。(2)测量电路的选择。(3)控制电路的选择。下列情况滑动变阻器应采用分压式接法,题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够。题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值。题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化。2.实物连线的原则(1)先串后并,接线到柱,注意量程和正负。(2)对限流电路,用笔画线代替导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可(注意电表的正、负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。,(3)对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动变阻器滑片的电势高低,根据“伏安法”部分电表正、负接线柱的情况,将“伏安法”部分接入该两点。3.实验结果与数据分析(1)结果:描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线,而是向横轴弯曲的曲线。(2)分析:曲线向横轴弯曲,即斜率变小,电阻变大,说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大。,例2由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象,亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的电压与电流的关系图线。可供选择的实验器材有:A.待测电阻器R(2.5V,1.2W)B.电流表A(00.6A,内阻为1)C.电压表V(03V,内阻未知)D.滑动变阻器(010,额定电流为1A)E.电源(E=3V,内阻r=1),F.定值电阻R0(阻值为5)G.开关一个和导线若干(1)实验时,该同学采用电流表内接法,并且电阻器两端电压从零开始变化,请在虚线框内画出实验电路图。(2)按照正确的电路图,该同学测得实验数据如下:,其中,I是电流表的示数,U是电压表的示数,UR是电阻器两端的实际电压。请通过计算补全表格中的空格,然后在图中画出电阻器的UR-I图线。(3)该同学将本实验中的电阻器R以及给定的定值电阻R0二者串联起来,接在本实验提供的电源两端,则电阻器的实际功率是W(结果保留两位小数)。,答案(1)如图甲所示(2)如表所示如图乙所示(3)0.32,解析(1)要使电阻器两端的电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法。(2)电压表的示数减去电流表的分压即电阻器两端的电压,即UR=U-IRA,据此计算出电阻两端的实际电压,根据数据描点连线,作出电阻器的伏安特性曲线。(3)由UR+I(r+R0)=E得UR=E-I(r+R0),作出电源的UR-I图像,如图丙中直线所示,由此图线与电阻器的UR-I图线的交点可得,将电阻器R及给定的定值电阻R0串联起来接到本实验提供的电源两端时电阻器两端的电压UR=,0.9V,电流I=0.35A,电阻器的实际功率为P=URI0.32W。,变式2用如图(甲)所示的电路图研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性,并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值。(1)在闭合开关S前,滑动变阻器触头应该放在(选填“a”或,“b”)端。(2)按电路图甲测出的灯泡电阻值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。所得到的图像如图乙所示,在额定电压下小灯泡的实际功率P=W,I-U图像是一条曲线而不是直线的原因是。,答案(1)a(2)偏小1.2电阻率随温度升高而升高,解析(1)闭合开关前,应将滑动触头a端,以保护电流表;(2)根据欧姆定律,电阻测量值为R测=,若考虑电压表内阻影响,待测电阻的真实值为R真=,比较可知R测R真,所以测出的灯泡电阻值比真实值偏小;根据图乙知U=2.4V时对应的电流I=0.5A,所以小灯泡在额定电压下的实际功率为P实=UI=1.2W,根据欧姆定律应有I=,可见I-U图像上的点与原点连线的斜率的倒数等于灯泡的电阻,由于连线的斜率逐渐减小,所以小灯泡的电阻随温度的升高而增大,即I-U图像是一条曲线而不是直线的原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。,考点三实验拓展与实验创新,例3(2018课标,23,10分)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在2580范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25时的阻值)为900.0;电源E(6V,内阻可忽略);电压表(量程150mV);定值电阻R0(阻值20.0),滑动变阻器R1(最大阻值为1000);电阻箱R2(阻值范围0999.9);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。,图(a)实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍,为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0。实验得到的R2-t数据见下表。,回答下列问题:(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到(填“a”或“b”)端;(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2-t曲线;(3)由图(b)可得到RT在2580范围内的温度特性。当t=44.0时,可得RT=;,(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为,则手心温度为。,答案(1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.0,解析本题考查替代法测电阻、绘图能力及电阻箱的读数等。(1)滑动变阻器是限流式接法,S1闭合前,滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的位置,即b端。(2)由题给数据描完点后,观察这些点的分布规律,应画一条平滑曲线,让尽可能多的点落在线上,不在线上的点要均匀分布在线的两侧。(3)由R2-t图线知,当t=44.0时,RT=450。(4)电阻箱的读数为(6100+210+01+00.1)=620.0,由R2-t图像知,当R2=620.0时,t=33.0。,变式3(2017课标,23,10分)某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表(量程3V,内阻3k);电流表(量程0.5A,内阻0.5);固定电阻R0(阻值1000);滑动变阻器R(阻值09.0);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干。(1)实验要求能够实现在03.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。,由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W。(结果均保留2位小数),(3)当R全部电阻接入电路时,通过灯泡的电流最小,灯泡实际消耗的功率最小。设此时灯泡两端电压为U、通过的电流为I,由闭合电路