高考物理新一轮复习 实验专题 描绘小电珠的伏安特性曲线课件.ppt

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线 第七章恒定电流 实验目的1 描绘小电珠的伏安特性曲线 2 分析曲线的变化规律 实验原理1 用电流表测出流过小电珠的电流 用电压表测出小电珠两端的电压 测出多组 u i 值 在u i坐标系中描出各对应点 用一条平滑的曲线将这些点连接起来 2 滑动变阻器两种接法的对比 串 并联关系不同 0 u e 分压电路调节范围大 分压电路调节范围大 b端 a端 都是为了保护电路元件 3 电路设计本实验采取电流表外接法 滑动变阻器采取分压式接法 实验器材小电珠 4v0 7a 或 3 8v0 3a 4 6v学生电源 滑动变阻器 电压表 电流表 开关 导线若干 坐标纸 铅笔 实验步骤1 按右图连接好实验电路 2 把滑动变阻器的滑片p调节到a端 电路经检查无误后 闭合开关s 3 改变滑动变阻器滑片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u 记入表格内 断开开关s 4 在坐标纸上建立一个直角坐标系 纵轴表示电流 横轴表示电压 用平滑曲线将各数据点连接起来 便得到伏安特性曲线 5 整理实验器材 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 电流表外接 则电流表示数偏大 2 测量时读数带来的偶然误差 3 在坐标纸上描点 作图带来的偶然误差 注意事项1 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 2 本实验要作出u i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电路图中的a端 4 加在小电珠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 绝对不要画成折线 拓展创新测小电珠电阻的另一种方法 等效替代法1 实验原理 如图所示 两个电压表完全相同且内阻很大 移动滑动头 调节电阻箱的示数 使两个电压表示数相同 则电阻箱的读数即为小电珠电阻 记下小电珠的电阻和电压 多次移动滑动头 采用相同方法 记下相应电阻箱示数和电压表的读数 在坐标纸上画出r u图线 并分析r随u变化的规律 2 误差分析 小电珠电阻的测量值不受电表内阻的影响 测量误差取决于电压表的灵敏度 电阻箱的精度和读数的准确性 对实验原理和电路设计的考查 2012 高考四川卷 某学习小组的同学拟探究小电珠l的伏安特性曲线 可供选用的器材如下 小电珠l 规格 4 0v 0 7a 电流表a1 量程3a 内阻约为0 1 电流表a2 量程0 6a 内阻r2 0 2 电压表v 量程3v 内阻rv 9k 标准电阻r1 阻值1 标准电阻r2 阻值3k 滑动变阻器r 阻值范围0 10 学生电源e 电动势6v 内阻不计 开关s及导线若干 1 甲同学设计了如图甲所示的电路来进行测量 当通过l的电流为0 46a时 电压表的示数如图乙所示 此时l的电阻为 5 2 乙同学又设计了如图丙所示的电路来进行测量 电压表指针指在最大刻度时 加在l上的电压值是 v 3 学习小组认为要想更准确地描绘出l完整的伏安特性曲线 需要重新设计电路 请你在乙同学的基础上利用所供器材 在图丁所示的虚线框内补画出实验电路图 并在图上标明所选器材代号 答案 3 见解析图 4 器材的选择与数据处理 2013 高考天津卷 要描绘一个标有 3v0 6w 小电珠的伏安特性曲线 小电珠两端的电压需要由零逐渐增加到3v 并便于操作 已选用的器材有 电池组 电动势为4 5v 内阻约1 电流表 量程为0 250ma 内阻约5 电压表 量程为0 3v 内阻约3k 电键一个 导线若干 1 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1a b 滑动变阻器 最大阻值1750 额定电流0 3a a b 2 实验的电路图应选用下列的图 填字母代号 3 实验得到小电珠的伏安特性曲线如图所示 如果将这个小电珠接到电动势为1 5v 内阻为5 的电源两端 小电珠消耗的功率是 w 0 1 3 画出电源的伏安特性曲线 如图所示 两个图线的交点即为小电珠接在电源两端时小电珠中的电流与小电珠两端的电压 u 1 0v i 0 10a 因此小电珠消耗的功率为p ui 0 1w 范例某同学利用如图所示的实验电路来探究电阻rx随电压u变化的关系 操作如下 a 闭合开关s1 单刀双掷开关s2拨到a点 适当调节滑动变阻器r 读出电压表示数u1 保持r 阻值不变 把s2拨到b点 调节电阻箱r的阻值 直到电压表示数仍为u1 电阻箱读数为r1 b 把s2再拨到a点 调节r 的阻值 读出电压表示数u2 把s2再拨到b点 调节电阻箱r的阻值 直到电压表示数为u2 此时电阻箱读数为r2c 改变滑动变阻器r 的阻值 重复上述操作 得到几组电压表示数与r的数据如下表 1 请根据实验数据在下图中作出u r关系图象 答案 1 见解析 2 若电压表示数为2 00v 利用 1 中测绘的u r图象可得rx 20 解析 1 先以实验得到的每一组 r u 数据描点 然后用平滑的曲线连接以