2015物理 第八章 第5课时 实验 描绘小电珠伏安特性曲线

广州出版社 2015年五羊高考 高考总复习物理 课件 2015年五羊高考物理复习 第5课时实验描述小电珠伏安特性曲线 课前自主解读 1 实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线 了解灯泡两端电压 通过灯泡电流和灯泡电阻的变化关系 2 实验原理根据部分电路欧姆定律可得出即在I U坐标系中 图线的斜率等于 3 实验器材学生电源 4 6V直流 小灯泡 电流表 内阻较小 电压表 内阻很大 开关和导线 4 实验步骤 1 确定电流表 电压表的量程 按图连接好电路 并将滑动变阻器片调至 端 电阻的倒数 a 2 闭合开关S 调节滑动变阻器 使电流表 电压表有较小的明显的示数 记录一组电压U和电流I值 3 用同样的方法测量并记录多组U值和I值 并均记入自己设计的表格中 4 断开开关S 整理好器材 5 注意事项 1 根据待测小灯泡电阻较小的特点 应采用电流表 测量电路 2 由于需要了解较广范围内伏安关系曲线 所以滑动阻器在电路中采用 控制电路 3 实验中开关闭合前应使灯泡两端电压最小 闭合开关后使与灯泡并联部分滑动变阻器的阻值由小到大逐渐改变同时要留意电压表示数不超过 防止小灯泡烧坏 课前自主解读 外接法 分压式 灯泡的额定电压 课堂主题互动 主题一 选材与电路设计 例题1 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 探究对象为 6V 3W 的小灯泡 其它可供选择的仪器有 A 电压表V 量程6V 内阻约20k B 电流表A1 量程3A 内阻约0 2 C 电流表A2 量程0 6A 内阻约1 D 变阻器R1 0到1000 0 5A E 变阻器R2 0到20 2A F 学生电源 6 8V 开关S及导线若干 1 在本实验中 应该选择的电流表是 变阻器是 选填序号 2 在图虚线框内画出实验的电路图 3 根据设计电路补充图中的实物连线 主题一 选材与电路设计 C R2 变式1 2011 山东高考 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 该同学已根据所得实验数据在直角坐标系上描得数据点 试画出的图象 根据所画的图像 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 主题一 选材与电路设计 0 37 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 在图 乙 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 主题一 选材与电路设计 bc 主题二 伏安特性曲线物理意义 例题2 2011 深圳一模 有一个额定电压为2 8V 功率约为0 8W的小灯泡 现要用伏安法描绘这个灯泡的I U图线 有下列器材供选用 图5 6A 电压表 0 3V 内阻约6k B 电压表 0 15V 内阻约30k C 电流表 0 3A 内阻约0 1 D 电流表 0 0 6A 内阻约0 5 E 滑动变阻器 10 2A F 滑动变阻器 200 0 5A G 蓄电池 电动势6V 内阻不计 图乙 主题二 伏安特性曲线物理意义 用如图甲所示的电路进行测量 电压表应选用 电流表应 滑动变阻器应 用序号字母表示 通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为 图甲 图乙 A D E 10 变式2 2013 江苏高考 为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系 小明测量小灯泡的电压U和电流I 利用P UI得到电功率 实验所使用的小灯泡规格为 3 0V 8W 电源为12V的电池 滑动变阻器的最大阻值为10 准备使用的实物电路如图所示 请将滑动变阻器接入电路的正确位置 用笔画线代替导线 主题二 伏安特性曲线物理意义 测量结束后 应先断开开关 拆除 两端的导线 再拆除其他导线 最后整理好器材 小明处理数据后将P U2描点在坐标纸上 并作出了一条直线 如题10 2图所示 请指出图象中不恰当的地方 主题二 伏安特性曲线物理意义 电池 图线不应画为直线 横坐标的标度不恰当 变式3 某同学将完好的仪器连接成如图所示电路 其中滑动变阻器的连线没有画出 用来探究小灯泡电阻与电压的关系 1 闭合开关进行实验发现 无论怎样移动滑片P 电压表和电流表的示数都不为零 但始终没有变化 则该同学把滑动变阻器接入电路的方式可能是 填写选项代号 A G与C相连 F与H相连B G与C相连 D与H相连C G与E相连 F与H相连D G与E相连 D与H相连 主题二 伏安特性曲线物理意义 BC 2 在图中将滑动变阻器正确接入电路中 要求 灯泡两端的电压可以从零开始进行调节 3 在正确操作情况下 该同学根据灯丝两端电压U和对应电阻R的数据 在坐标中描出了R U图线如图所示 则灯丝在未通电时的阻值约为 主题二 伏安特性曲线物理意义 1 0 评卷现场观摩 卷例 2011 广东高考 在 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验中 所用器材有 小电珠 2 5V 0 6W 滑动变阻器 多用电表 电流表 学生电源 开关 导线若干 1 粗测小电珠的电阻 应选择多用电表 倍率的电阻挡 请填写 1 10 或 100 调零后 将表笔分别与小电珠的两极连接 示数如图 甲 结果为 图 甲 1 7 3 7 7 评卷现场观摩 2 实验中使用多用电表测量电压 请根据实验原理图 乙 完成实物图 丙 中的连线 3 开关闭合前 应将滑动变阻器的滑片P置于 端 为使小电珠亮度增加 P应由中点向 端滑动 4 下表为电压等间隔变化测得的数据 为了获得更准确的实验图象 必须在相邻两数据点 间多测几组数据 请填写 ab bc cd de 或 ef 图 丙 ab b a 课外演练 1 在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中 为减小实验误差 方便调节 请在如图5 1所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材 并将它们的编号填在横线上 应选取的电路是 滑动变阻器应选取 E 总阻值15 最大允许电流2A的滑动变阻器 F 总阻值200 最大允许电流2A的滑动变阻器 G 总阻值1000 最大允许电流1A的滑动变阻器 C E 课外演练 2 在做 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 采用的仪器有 电源E 电动势6V 内阻不计 额定电压4 0V的小灯泡L 电流表 量程为0 6A 内阻约2 电压表 量程5V 内阻约15k 变阻器R 最大阻值15 电键S 导线若干 实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调 1 在做实验时 连成的实物电路图如图5 2示 请你指出上述实验电路图中的错误之处 电流表没有接为外接电路 滑动变阻器没有接成分压电路 课外演练 2 请你在图5 3虚线方框中画出实验所用的正确的电路原理图 3 如图5 4所示为某同学根据正确的实验电路图所测得的几组数据画出的I U图象 图象是一条曲线而不是直线的原因是 从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是 灯丝电阻随温度而改变 灯丝电阻随M或I而改变亦可 小灯泡正常发光时的电压为4 0V 由I U图象看出此时的电流为0 4A 10 课外演练 3 使用如图5 5所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率 已知小灯泡标有 6V 3W 的字样 电源是铅蓄电池串联组成的电池组 滑动变阻器有两个规格 R1标有 5 2A R2标有 100 20mA 各电表的量程如图所示 测量时要求小灯泡两端的电压从零开始 并能测量多组数据 1 图5 6中指示测量时电压表的示数为 滑动变阻器应选用 2 把图中实物连成完整的实验电路 将变阻器滑片调到 端 A或B 闭合开关 使通过灯泡电流从小到大变化 读取数据 0 4V 将滑动变阻器滑片向右移动 B R1 课外演练 3 作出小灯泡的电功率P与它两端的电压平方 U2 的关系曲线 在图5 6坐标系P U2中定性作出实验的大致图象 课外演练 4 有一个小灯泡上标有 4 8V 2W 的字样 现在测定小灯泡在不同电压下的电功率 并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线 有下列器材可供选用A 电压表V1 0 3V 内阻3k B 电压表V2 0 15V 内阻15k C 电流表A 0 0 6A 内阻约1 D 定值电阻R1 3k E 定值电阻R2 15k F 滑动变阻器R 10 2A G 学生电源 直流6V 内阻不计 H 开关 导线若干 1 实验中所用电压表应选用 定值电阻应选用 均用序号字母填写 2 为尽量减小实验误差 并要求从零开始多取几组数据 请在图5 7中虚线方框内画出满足实验要求的电路图 A A D 课外演练 3 利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是 图5 8的四个图象中可能正确的是 U 2UV C 课外演练 5 小明同学用下列器材描绘额定电压为3 0V的小灯泡伏安特性图线 要求电压变化从零开始 并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题 A 电流表 0 6A 1 B 电压表 3V 1k C 滑动变阻器 10 1A D 电源 4V 内阻不计 用笔画线代替导线 将图中的实验仪器连成完整的实验电路 开关闭合前 滑动变阻器的滑片应置于 端 填 a 或 b 若闭合开关 变阻器的滑片向b端移动 电压表的示数逐渐增大 电流表指针却几乎不动 则电路的故障为 排除故障后 小明完成了实验 并由实验数据画出小灯泡I U图像如图5 9中实线所示 由图可确定小灯泡在电压为2 0V时实际