高考物理总复习 第九章 第4课 实验 描绘小电珠的伏安特性曲线课件 (2).ppt

第二单元实验与探究第4课实验 描绘小电珠的伏安特性曲线 第九章电路 知能要求与高考展望 1 会分析伏安特性曲线的变化规律 2 高考常从连接电路 数据处理进行命题 课前自修 1 实验器材小电珠 4v 0 7a 或 3 8v 0 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 2 实验原理用 测出流过小电珠的电流 用 测出小电珠两端的电压 测出多组 u i 值 在 坐标系中描出各对应点 用一条 将这些点连接起来 就得到小电珠的伏安特性曲线 电流表 电压表 u i 平滑的曲线 3 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 按右图的原理图连接好实验电路 2 把滑动变阻器的滑片调节到使接入测量电路中的电流最小的位置 图中最左端 经检查无误后 闭合开关s 3 改变滑动变阻器触头位置 测出12组左右不同的u和i 并将测量数据填入如图所示的表格中 然后断开开关s 4 在坐标纸上以u为纵轴 i为横轴 建立坐标系 在坐标系内描出各组数据所对应的点 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 5 拆除电路 整理仪器 4 注意事项 1 本实验要作i u图象 要求测出一组包括零在内的电压 电流值 因此滑动变阻器应采用分压式接法 2 由于小电珠电阻较小 当它与电流表0 0 6a串联时 电流表的分压影响很大 为准确描出小电珠的伏安特性曲线 即u i的值 故电流表采用外接法 3 开关闭合前滑动变阻器滑片应移到使开关闭合时小电珠两端的电压为零处 4 电流表选择0 6a量程 实验过程中为了减小误差 电压表量程需变换 当u 3v时 采用3v量程 u 3v时改用15v量程 5 画i u图象时纵轴和横轴的标度要适中 使所描图线占据整个坐标为宜 不要画成折线 用平滑曲线连接时 如果有个别偏离较远的点应该舍弃 6 所画i u图象为曲线的原因是金属的电阻率随温度的升高而增大 重难突破 1 滑动变阻器的限流接法和分压接法 由上表可以看出 滑动变阻器的分压式接法中 电压和电流的调节范围很大 限流式接法较节能 2 两种接法的选择 题型探究 题型一 实验电路的设计 数据处理及结论分析 例1 小灯泡灯丝的电阻会随温度的变化而变化 某同学为研究这一现象 用实验得到如下数据 i和u分别表示小灯泡上的电流和电压 1 在下框中画出实验电路图 可用的器材有 电压表 电流表 滑线变阻器 变化范围0 10 电源 小灯泡 电键 导线若干 2 在上图中画出小灯泡的u i曲线 3 由图象可知 小灯泡灯丝的电阻随温度的增大而 解析 1 由表格中的数据可知 小灯泡的电流要从0开始调起 故滑动变阻器要采用分压接法 由每一项计算可知电阻在4 以内 为低阻 故必须采用电流表外接法 如左下图所示 2 对表中的数据先描点 再画平滑的曲线如右上图所示 3 由图线可知 随着电压的增大 电流也增大 小灯泡的功率也增大 温度自然升高 图线的斜率反映的是小灯泡的电阻 也增大 故小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大 答案 1 2 的图见解析 3 增大 方法点窍 伏安特性曲线要从0开始 故滑动变阻器采用分压式接法 由于小灯泡的电阻小 故电流表采用外接法 这些都是最常规的实验方案 由于电阻会随温度的升高而增大 故伏安特性曲线是一条平滑的曲线 从事先明确实验的结果去理解实验的方案及数据处理方法是本实验与其他实验不同之处 题型二 电表量程选择与实物连图的技巧 例2 某同学为了描绘额定电压为2 5v 额定功率为1 5w的小灯泡l的u i图象 现提供下图所示的器材 其中电源的电动势为3v 内阻不计 要求尽可能准确地测定小灯泡两端的电压u与流过的电流i 1 把实物图正确连成实验电路 2 根据你所连接的电路 在开关闭合之前 滑动变阻器的触头p应先移在 端 解析 1 由于小灯泡额定电压为2 5v 额定功率为1 5w 则额定电流为0 6a 因此选择电压表的量程为3v 电流表的量程为0 6a 小灯泡的电阻约4 2 为低阻 故电流表应外接 滑动变阻器采用分压式接法 2 在滑动变阻器下列两个接线柱中 若测量电路在左端 则在开关闭合之前 滑动变阻器的触头p应先移在a端 若测量电路在右端 则在开关闭合之前 滑动变阻器的触头p应先移在b端 解析 1 如下图所示 2 a 或最左端 方法点窍 本题在连接实物图的时候 要注意电流表及电压表的量程 根据实验要求分析与选择 这是本实验实物连图隐含的 其实滑动变阻器分压式连接要注意把电源与开关串联后接至其最大值处 然后从下端及上端各取一端接至上方测量电路 这也是本题的难点 答案 1 见解析图 2 0 3t 3 bc 题型三 实验拓展探究 例3 2011 山东理综 某同学利用图甲所示电路 探究了电源在不同负载下的输出功率 1 所得实验数据如下表 请在给出的直角坐标系 图乙 上画出u i图象 2 根据所画u i图象 可求得电流i 0 20a时电源的输出功率为 w 保留两位有效数字 3 实验完成后 该同学对实验方案进行了反思 认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患 并对电路重新设计 在右图所示的电路中 你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率 又能消除安全隐患的是 rx阻值未知 答案 1 u i图象如图所示 2 通过图象可得i 0 2a时u 1 84v故p ui 0 37w 3 为了测电源输出功率 电压表必须测出路端电压 d错误 a项中并联rx不起作用 a错误 故选b c 方法点窍 描绘小灯泡的伏安特性曲线这个实验 在考试中也可以拓展到对其他用电器的考查 随堂训练 某同学经过实验 描绘出一个小灯泡的伏安特性曲线如图所示 分析该曲线 下列说法中正确的是 a 曲线斜率减小说