福建省长泰一中高三物理 第七章 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线复习课件 新人教版选修31.ppt

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线 1 描绘小电珠的伏安特性曲线 2 分析伏安特性曲线的变化规律 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i u坐标系中描出各对应点 用一条平滑的曲线将这些点连起来 2 电流表外接 因为小电珠的电阻很小 如果电流表内接 误差较大 滑动变阻器采用分压式 使电压能从0开始连续变化 3 滑动变阻器两种接法的对比 4 分压和限流电路的选择原则 1 若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求 即若滑动变阻器阻值调到最大时 待测电阻上的电流 或电压 仍超过电流表 或电压表 的量程 或超过待测电阻的额定电流 或电压 则必须选用分压式电路 2 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多 以致在限流电路中 滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时 待测电阻上的电流或电压变化范围不够大 此时 应改用分压式电路 3 若实验中要求电压从零开始调节 则必须采用分压式电路 4 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流式接法电路简单 能耗低 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 一 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 按如图所示的原理图连接好实验电路 2 把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端 接线经检查无误后 闭合开关s 3 移动滑动变阻器滑片位置 测出12组左右不同的电压值u和电流值i 并将测量数据填入表格中 断开开关s 4 拆除电路 整理仪器 二 数据处理1 在坐标纸上以u为横轴 以i为纵轴 建立坐标系 2 在坐标纸上描出各组数据所对应的点 坐标系纵轴和横轴的标度要适中 以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜 3 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 锦囊妙诀 电路连接是关键 先串后并把线连 滑动变阻要分压 a表外接减误差 电压从零开始变 i u坐标连曲线 要对图线细研究 得出规律记心间 1 由于电压表 电流表不是理想电表 电表内阻对电路的影响会带来误差 2 电流表 电压表的读数带来误差 要严格按照读数规则读数 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 1 电路的连接方式 1 电流表应采用外接法 因为小电珠 3 8v0 3a 的电阻很小 与0 0 6a的电流表串联时 电流表的分压影响很大 2 滑动变阻器应采用分压式连接 目的是使小电珠两端的电压能从0开始连续变化 2 闭合开关s前 滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为0的一端 从而使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化 同时 也为了防止开关刚闭合时小电珠两端因电压过大而被烧坏 3 i u图线在u 1 0v左右将发生明显弯曲 故在u 1 0v左右要多测几组数据 以防出现很大误差 4 电流表选择0 6a量程 电压表量程选择视小电珠的额定电压而定 5 调节滑动变阻器 使小电珠两端电压缓慢增加到额定值 记录i后马上断开开关 6 误差较大的点要舍去 i u图线应是平滑曲线而非折线 7 建立坐标系时 纵轴表示电流 横轴表示电压 两坐标轴选取的标度要合理 使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸 一种测小电珠的电阻的准确方法实验原理 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 在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中 由于电表内阻的影响 会产生系统误差使得小电珠的电阻测量不准确 但上述实验方法可以消除这种误差 操作 读数也较方便 热点一实验步骤与实验原理 例证1 2012 安徽高考 如图为 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 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 2 在虚线框中画出与实物电路相应的电路图 解题指南 解答本题的关键是理解实验原理及数据处理的方法 明确滑动变阻器的连接方式 选择电流表的内接或外接法 规范解答 1 开关闭合前应使小灯泡两端的电压为零 所以应使滑动变阻器的滑片滑至最左端 实验中要测出多组小灯泡两端的电压和电流值 因此闭合开关后 逐渐移动变阻器的滑片 增加小灯泡两端的电压 记录电压表和电流表的多组读数 电压表的读数不应超过2 5v 2 根据实物图画出电路图如图 答案 1 使滑动变阻器的滑片滑至最左端 增加小灯泡两端的电压 记录电压表和电流表的多组读数 直至电压表示数达到小灯泡的额定电压 2 见规范解答 热点二图象的推广和应用 例证2 2012 漳州模拟 某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值 1 将电阻箱接入a b之间 闭合开关 适当调节滑动变阻器r 后保持其阻值不变 改变电阻箱的阻值r 得到几组电压表的示数u与r的数据如表 请根据实验数据作出u r关系图象 2 用待测电阻rx替换电阻箱 读得电压表示数为2 00v 利用 1 中测绘的u r图象可得rx 规范解答 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上描点 得到u r图线如下 2 对照u r图线 找到图线上u 2 00v点 读出其对应的rx 20 19 21 也可以 答案 1 见规范解答 2 20 1 2013 漳州模拟 在描绘小电珠的伏安特性曲线时 采用如图所示的电路 实验中发现移动滑动变阻器的滑片时 电流表的示数变化而电压表的指针不动 下列原因可能的是 a 电珠中灯丝已烧断b 滑片接触不良c 电珠内部短路d 滑动变阻器a端接触不良 解析 选c 由题图知 若电压表的电阻无穷大 移动滑片时 因电流表示数有变化 故和电流表串联的回路中不存在断点 故a错 若滑片接触不良 电路中不可能有电流 故b错 若滑动变阻器a端接触不良 滑片移动时电流表和电压表读数均变 故d错 若电珠内短路则电珠两端电压为零 电压表指针不变 移动滑片时 只有电流表指针变化 故选c 2 如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路 以下分析正确的是 a 此接法的测量值大于真实值b 此接法的测量值小于真实值c 此接法要求待测电阻值小于电流表内阻d 开始实验时滑动变阻器滑动头p应处在最右端 解析 选a 由故a正确 b错误 电流表内接法 要求故c错误 开始实验时滑动变阻器滑动头应在最左端 使电压表读数由小到大变化 故d错误 3 在如图甲所示的电路中 电源电动势为3 0v 内阻不计 a1 a2 a3为三个相同规格的小电珠 这种小电珠的伏安特性曲线如图乙所示 当开关s闭合后 a 通过a1的电流为通过a2的电流的2倍b a1的电阻为7 5 c a1消耗的电功率为0 75wd a2消耗的电功率为0 375w 解析 选c 因电源内阻不计 s闭合后 3 0v 1 5v 在i u图象中 可以读出相应的电流 0 25a 故a不对 由故b不对 由p ui知故c正确 d错误 4 用下列器材组成描绘电阻r0伏安特性曲线的电路 请将如图所示中实物连接成为实验电路 微安表 a 量程200 a 内阻约200 电压表v 量程3v 内阻约10k 电阻r0 阻值约20k 滑动变阻器r 最大阻值是50 额定电流1a 电池组e 电动势3v 内阻不计 开关s及导线若干 解析 由于可以看出故采用电流表内接法 画出电路原理图如图所示 把实物与原理图结合起来完成连线 注意电压表 电流表的正 负接线柱 保证电流从正接线柱进从负接线柱出 连线如图 答案 见解析图 5 2012 福州模拟 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按图所示方式连接电路 电路中所有元件都完好 且电压表和电流表已调零 闭合开关后 1 若电压表的示数为2v 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 3a 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 将实物图转化为电路图如图所示 1 电压表有示数说明电压表接头与电源之间的电路未断 电流表示数为零 说明出现断路 故d导线断 2 电流表示数不为零 且小电珠亮 说明主干路无断路 电压表示数为零 说明h断路 3 按题图连接时 滑动变阻器为分压式接法 电压表 电流表示数都可调为零 若g断 则变为限流式接法 两表示数都不可调为零 答案 1 d 2 h 3 g 6 为测量 12v5w 的小电珠在不同电压下的功率 给定了以下器材 电源 12v 内阻不计 电流表 量程0 0 6a 0 3a 内阻约为0 2 电压表 量程0 3v 0 15v 内阻约为15k 滑动变阻器 0 20 允许最大电流1a 开关一个 导线若干 实验要求加在小电珠上的电压可从0开始调节 1 以上四个电路图你认为最合适的是 2 在本实验中 电流表的量程可选 3 某位同学