高考物理总复习（基础知识+方法探究+考点集训）描绘小灯泡的伏安特性曲线精讲课件 新人教版.ppt

实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 描绘小灯泡的伏安特性曲线 并分析曲线的变化规律 二 实验原理实验电路 如图所示 电流表采用外接 小灯泡电阻很小 滑动变阻器采用分压式 使电压能从零开始连续变化 2 实验原理 用电压表和电流表可以分别测出多组小灯泡的电压和电流值 在坐标纸的i u坐标系中描出各个点 用一条平滑的曲线将这些点连接起来 一 实验目的 学生电源 4 6v直流 小灯泡 4v0 7a 或 3 8v0 3a 电流表 内阻较小 电压表 内阻很大 滑动变阻器 开关和导线 四 实验步骤1 连接电路 确定电流表 电压表的量程 按实验电路图连好电路 注意开关应断开 滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零 2 测量数据 闭合开关s 调节滑动变阻器 使电流表 电压表有较小但明显的示数 记录一组电压u和电流i值 三 实验器材 3 重复测量 用同样的方法测量并记录12组u值和i值 4 整理器材 断开开关s 整理好器材 5 描绘曲线 在坐标纸上 以u为横坐标 i为纵坐标建立直角坐标系 并根据表中数据描点 先观察所描点的走向 再用平滑曲线连接各点得到i u图线 1 本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小 因此测量电路必须采用电流表外接法 2 本实验要作出i u图线 要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式接法 3 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左端 4 加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压 5 连图线时曲线要平滑 不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧 绝对不要出现折线 五 注意事项 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 电流表外接 则电流表示数偏大 2 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图时带来误差 六 误差分析 例1在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中 使用的小灯泡标有 6v 3w 其它供选用的器材有 电压表v1 0 15v 内阻30k 电压表v2 0 6v 内阻20k 电流表a1 0 3a 内阻0 2 电流表a2 0 0 6a 内阻1 滑动变阻器r1 0 1000 0 5a 滑动变阻器r2 0 20 2a 学生电源e 6 8v 电键s和导线若干 为使给出的曲线尽量准确 在上述器材中 电压表应选 电流表应选 变阻器应选 题型一 描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验设计 解析 要描绘小灯泡的伏安特性曲线 电压必须从0开始连续变化 所以要采用分压式电路 滑动变阻器选r2 操作方便一些 从小灯泡的规格知 小灯泡两端电压最大值6v 电流最大值0 5a 为使读数尽可能地准确 以减小误差 电压表选v2 电流表选a2 答案 v2a2r2 方法与知识感悟 依实验要达到的目的 判断滑动变阻器是作限流用还是作分压用 从方便操作的角度 确定选哪个滑动变阻器 依用电器的规格及实验的进行过程 从 安全 精确 的角度 确定选哪个电流表 电压表 例2在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 某同学测得电流 电压的数据如下表所示 1 用上表数据描绘电压随电流的变化曲线 题型二 数据的处理及实验结论 2 为了探究灯丝电阻与温度的关系 已作出电阻随电流的变化曲线如图所示 请指出灯丝的特征 并解释形成的原因 解析 1 用表中数据描绘电压随电流的变化曲线如图所示 2 电阻随电流增大存在三个区间 电阻的变化快慢不同第一区间电流很小时 电阻变化不大 第二区间灯丝温度升高很快 电阻增大快 第三区间部分电能转化为光能 灯丝温度升高变慢 电阻增大也变慢 1 某同学利用图甲所示的电路研究灯泡l1 6v 1 5w l2 6v 10w 的发光情况 假设灯泡电阻恒定 图乙为实物图 1 他分别将l1 l2接入图甲中的虚线框位置 移动滑动变阻器的滑片 当电压表示数为6v时 发现灯泡均能正常发光 在图乙中用笔画线代替导线将电路连线补充完整 答案如图 2 接着他将l1和l2串联后接入图甲中的虚线框位置 移动滑动变阻器的滑片 当电压表示数为6v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 6v 内阻不计 灯泡l1 6v 1 5w l2 6v 10w l2 6v 10w 单刀双掷开关s 在图丙中设计一个机动车转向灯的控制电路 当 因为r2的电阻是3 6 r1的电阻24 两者串联后 总电压6v r2的电压只有0 8v 所以 r2不亮 实际电源远小于额定电压 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 见答案图 2 因为r2的电阻是3 6 r1的电阻24 两者串联后 总电压6v r2的电压只有0 8v 所以r2不亮 实际电源远小于额定电压 3 2 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 用导线a b c d e f g和h按图甲所示方式连接好电路 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 1 若不管怎样调节滑动变阻器 小灯泡亮度能发生变化 但电压表 电流表的示数总不能为零 则可能是导线断路 g 2 某同学测出电源和小灯泡的u i图线如图乙所示 将小灯泡和电阻r串联后接到电源上 要使电路中电流为1 0a 则r 0 8 3 某同学在实验中还测出a b c三种元件的伏安特性曲线分别如图丙中的 a b c 所示 下列说法正确的是 a a可以作为标准电阻使用b b能作为标准电阻使用c b的阻值随电压升高而增大d c的阻值随电压升高而增大 ac 3 如图所示是测定小灯泡伏安特性的电路图 电源电动势为e 内阻不计 两电表可看做理想电表 那么下列说法中正确的是 ac a 闭合电键前滑动变阻器的滑片应滑到最左端b 该电路中的滑动变阻器采用的是限流式接法c 将滑动变阻器的滑片向右滑动时 小灯泡变亮d 将滑动变阻器的滑片向右滑运时 小灯泡变暗 1 如图所示 电流表的示数是a 电压表的示数是v 0 50 0 20 巩固基础 2 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 现除了有一个标有 5v 2 5w 的小灯泡 导线和开关外 还有 a 直流电源 电动势约为5v 内阻可不计 b 直流电流表 量程0 3a 内阻约为0 1 c 直流电流表 量程0 600ma 内阻约为5 d 直流电压表 量程0 15v 内阻约为15k e 直流电压表 量程0 5v 内阻约为10k f 滑动变阻器 最大阻值10 允许通过的最大电流为2a g 滑动变阻器 最大阻值1k 允许通过的最大电流为0 5a 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据 1 实验中电流表应选用 电压表应选用 滑动变阻器应选用 均用序号字母表示 2 请按要求将图中所示的器材连成实验电路 c e f 3 某同学通过实验作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图所示 现把实验中使用的小灯泡接到如右图所示的电路中 其中电源电动势e 6v 内阻r 1 定值电阻r 9 此时灯泡的实际功率为w 结果保留两位有效数字 0 81 0 85 3 如图所示 直线 分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线 曲线 是一个小灯泡的伏安特性曲线 如果把该小灯泡分别与电源1 电源2单独连接 则下列说法正确的是 a 电源1与电源2的内阻之比是11 7b 电源1与电源2的电动势之比是1 1c 在这两种连接状态下 小灯泡的电阻之比是1 2d 在这两种连接状态下 小灯泡消耗的功率之比是1 2 abd 提升能力 4 下图为 测绘小灯泡伏安特性曲线 实验的实物电路图 已知小灯泡额定电压为2 5v 1 完成下列实验步骤 闭合开关前 调节滑动变阻器的滑片 使它靠近滑动变阻器左端的接线柱 闭合开关后 逐渐移动变阻器的滑片 断开开关 根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线 3 在虚线框中画出与实物电路相应的电路图 增加小灯泡两端的电压 记录电流表和电压表的多组读数 直至电压达到额定电压 5 一个标有 3 8v 0 3a 字样的小灯泡 其灯丝的电阻会随温度的升高而变化 一探究性学习小组在实验室研究这一问题 现实验室备有以下实验器材 实验时要求测量范围尽可能大 且要求灯泡上的电压从0开始调节 测量结果尽可能准确 1 现在有图所示的a b c d四个电路 其中可选用的电路有 d图 2 在实验中 应当选用的实验器材有电压表 电流表 滑动变阻器 填器材名称代号 v1 a1 r1 3 该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的i u图线 如图所示 试根据图线中给出的数据 求出小灯泡在工作点a和b的电阻值分别为 6 3 10 解析 1 要求灯泡上的电压从0开始调节 因此滑动变阻器要用分压式接法 a b图错误 c图中滑动变阻器上串联保护电阻 因此 灯泡上的电压也不能从0开始连续调节 所以应选d图 2 选取电表时 电表的量程要稍大于被测元件的最大值 因为灯泡标有 3 8v 0 3a 因此 电压表选择v1 电流表选择a1 滑动变阻器为分压式接法 应选总阻值较小的滑动变阻器r1 3 根据r u i得a点电阻为6 3 结果为5 9 6 5 都对 b点电阻为10 6 发光晶体二极管是用于电器上做指示灯用的一种电子元件 它的电路符号如图甲所示 正常使用时 带 的一端接高电势 带 的一端接低电势 某同学用实验方法探究二极管的伏安特性 现测得它两端的电压u和通过它的电流i的数据如表中所示 图甲 1 在图乙中的虚线框内画出实验电路图 除电源 开关 滑动变阻器外 实验用电压表 内阻rv约为10k 电流表 内阻ra约为100 图乙 2 在图丙中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线 图丙 3 根据 2 中画出的二极管的伏安特性曲线 简要说明发光二极管的电阻与其两端电压的关系 发光二极管的电阻随其两端电压的增大而呈现 非线性减小 解析 1 同时测定二极管上的电流和电压时 由欧姆定律分析表格中的每一组数据 可以看出发光二极管的电阻是变化的 变化的范围大约在100 500 之间 故电流表的内阻对测量结果影响较大 利用电流表外接法误差较小 而测量数据应从0开始 滑动变阻器采用分压式接法 才能得到足够多的数据 2 将表格提供的数据在方格纸上描点 平滑连接各点可画出u i图线 7 某学习小组通过实验来研究电器元件z的伏安特性曲线 他们在实验中测得电器元件z两端的电压与通过它的电流的数据如下表 现备有下列器材a 低压直流电源 电压6v 内阻不计b 电流表 量程为0 0 6a 3a 0 6a内阻约为10 3a内阻约为2 c 电压表 量程为0 3v 15v 3v内阻约为7 2k 15v内阻约为36k d 滑动变阻器 阻值为0 10 额定电流为3ae 电键k 导线若干 1 按提供的器材在实物图 a 上连接正确的实验电路 要求测量误差尽可能小 2 利用这些数据绘出的电器元件z的伏安特性曲线如图 b 所示 分析曲线说明通过电器元件z的电流随电压变化的特点 电流随电压的增大非线性增大 3 若把电器元件z接入如图 c 所示的电路中时 通过z的电流为0 10a 已知a b两端电压恒为1 5v 则此时灯泡l的功率为w 0 13 8 太阳能是一种清洁 绿色 能源 在我国上海举办的2010年世博会上 大量利用了太阳能电池 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