高考物理 一轮复习 实验十一 描绘小灯泡的伏安特性曲线课件.ppt

实验十一描绘小灯泡的伏安特性曲线 本节目录 基础理论储备 经典例题展示 创新实验评析 知能优化演练 实验目的1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2 分析曲线的变化规律 实验原理1 用电流表测出流过小灯泡的电流 用电压表测出小灯泡两端的电压 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 电流表外接 因为小灯泡电阻很小 如果电流表内接 误差明显较大 滑动变阻器采用分压式 使电压能从0开始连续变化 实验器材小灯泡 4v 0 7a 或 3 8v 0 3a 4v 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 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 注意事项1 本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小 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图中的a端 4 加在小灯泡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 拓展创新由于人工读数和绘制伏安特性曲线时存在较大误差 故可采用 dis 数字化实验系统来进行数据的采集和处理 如图所示 电流和电压均可由传感器测出 并能得到尽可能多的连续的且差距不太大的数据 然后输入电脑 由电脑对数据进行分析 对偏差很大的数据进行自动取舍 再进行绘图 便得到小灯泡的伏安特性曲线 滑动变阻器限流接法和分压接法的选择1 两种接法比较 2 限流电路 分压电路的选择原则限流式适合测量阻值小的电阻 跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小 分压式适合测量阻值较大的电阻 一般比滑动变阻器的总电阻要大 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 耗能低 下列三种情况下 必须采用分压接法 1 要使某部分电路的电压或电流从零开始连续变化 2 采用限流接法 电路中的最小电流 电压 超过仪表量程或电阻的最大允许电流 3 滑动变阻器远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻阻值远大于滑动变阻器 考点1实验步骤及原理的考查 2012 高考安徽卷 如图为 描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 解析 1 滑动变阻器在最左端时 小灯泡电压最小 为了保护小灯泡不被烧坏 因此在闭合开关前 滑动变阻器的滑片应处在最左端 在调节滑动变阻器时 应注视电压表的示数 不能超过小灯泡的额定电压 2 根据实物图画出原理图如图所示 答案 1 使它靠近变阻器左端的接线柱 增加小灯泡两端的电压 记录电流表和电压表的多组读数 直至电压达到额定电压 2 见解析图 考点2对本实验的综合考查 2011 高考广东卷 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 所用器材有 小灯泡 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 粗测小灯泡的电阻 应选择多用电表 倍率的电阻挡 请填写 1 10 或 100 调零后 将表笔分别与小灯泡的两极连接 示数如图甲 结果为 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 为使小灯泡亮度增加 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 必须在相邻数据点 间多测几组数据 请填写 ab bc cd de 或 ef 答案 1 17 5 2 如图所示 3 ab 4 ab 范例 2011 高考山东卷 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 认为按下图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 在如图所示的电路中 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 解析 1 描点连线操作需要注意的是实验中有一个特殊的 坏点 电流为0 35a时 连线时要忽略它的存在 图象如下 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