高考物理一轮复习 实验增分 专题9 描绘小电珠的伏安特性曲线课件.ppt

恒定电流 第八章 实验九描绘小电珠的伏安特性曲线 栏目导航 一 实验流程 知识梳理 夯实基础 二 注意事项1 电流表外接法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 滑动变阻器应采用分压式连接本实验要做出u i图象 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 保护元件安全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a端 加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压 三 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 由于电压表的分流 使测得的电流值大于真实值 2 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 考点1电路设计和实验原理 例1 2017 全国卷 某同学研究小灯泡的伏安特性 所使用的器材有 小灯泡l 额定电压3 8v 额定电流0 32a 电压表v 量程3v 内阻3k 电流表a 量程0 5a 内阻0 5 固定电阻r0 阻值1000 滑动变阻器r 阻值0 9 0 电源e 电动势5v 内阻不计 开关s 导线若干 1 实验要求能够实现在0 3 8v的范围内对小灯泡的电压进行测量 画出实验电路原理图 核心考点 分层突破 2 实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示 由实验曲线可知 随着电流的增加小灯泡的电阻 灯丝的电阻率 均选填 增大 不变 或 减小 增大 增大 3 用另一电源e0 电动势4v 内阻1 00 和题给器材连接成图乙所示的电路 调节滑动变阻器r的阻值 可以改变小灯泡的实际功率 闭合开关s 在r的变化范围内 小灯泡的最小功率为 w 最大功率为 w 结果均保留两位小数 0 39 1 17 解析 1 要实现在0 3 8v的范围内对小灯泡的电压进行测量 则滑动变阻器需要设计成分压接法 电压表v应与固定电阻r0串联 将量程改为4v 由于小灯泡正常发光时电阻约为12 所以需将电流表外接 2 由小灯泡伏安特性曲线可知 随着电流的增加小灯泡的电阻增大 根据电阻定律可知 灯丝的电阻率增大 3 当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9 0 时 流过小灯泡的电流最小 小灯泡的实际功率最小 把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分 在题图甲中画出等效电源e 0 电动势4v 内阻1 00 9 0 10 的伏安特性曲线 函数表达式为u 4 10i v 图线如图中 所示 故小灯泡的最小功率为pmin u1i1 1 75 0 225 w 0 39w 当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时 流过小灯泡的电流最大 小灯泡的实际功率最大 在题图甲中画出电源e0 电动势4v 内阻1 00 的伏安特性曲线 函数表达为为u 4 i v 图线如图中 所示 故小灯泡的最大功率为pmax u2i2 3 68 0 318w 1 17w 考点2数据处理和误差分析 例2 某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小 实验器材如图甲所示 现已完成部分导线的连接 1 实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中 电流表的示数从零开始逐渐增大 请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接 2 某次测量 电流表指针偏转如图乙所示 则电流表的示数为 a 3 该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示 根据图线判断 将 只相同的小电珠并联后 直接与电动势为3v 内阻为1 的电源组成闭合回路 可使小电珠的总功率最大 其总功率的值约为 w 结果保留两位小数 0 44 4 2 25 解析 1 连线如图所示 考点3实验改进与创新本实验的创新改进之处主要集中在三点 1 数据处理方式的改进 采取 dis 数字化实验系统进行数据的采集和处理 2 被测元件的变更 探究其他元件的伏安特性 3 实验目的变更 如探究元件的电阻随温度变化的规律 例3 某实验小组研究两个未知元件x和y的伏安特性 使用的器材包括电压表 内阻约为3k 电流表 内阻约为1 定值电阻等 1 使用多用电表测元件x的电阻 选择 1 欧姆档测量 示数如图甲所示 读数为 据此应选择图中的 选填 乙 或 丙 电路进行实验 10 乙 2 连接所选电路 闭合s 滑动变阻器的滑片p从左向右滑动 电流表的示数逐渐 选填 增大 或 减小 依次记录电流及相应的电压 将元件x换成元件y 重复试验 3 图丁是根据实验数据作出的u i图线 由图可判断元件 选填 x 或 y 是非线性元件 增大 y 4 该小组还借助x和y中的线性元件和阻值r 21 的定值电阻 测量待测电池的电动势e和内阻r 电路如图戍所示 闭合s1和s2 电压表读数为3 00v 断开s2 读数为1 00v 利用图丁可算得e v r 结果均保留两位有效数字 视电压表为理想电压表 解析 1 欧姆表的读数r 示数 倍率 得r 10 根据实验电路产生误差的原因知应选用电