（广西专用）高考物理一轮复习 第十章 实验一描绘小电珠的伏安特性曲线课件 新人教版.ppt

实验一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 方式 内容 限流接法 分压接法 对比说明 两种接法电路图 负载r上电压调节范围 负载r上电流调节范围 闭合s前触头位置 串 并联关系不同 分压电路调节范围大 分压电路调节范围大 都是为了保护电路元件 0 u e a端 b端 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 将小电珠 电流表 电压表 滑动变阻器 电源 开关用导线连接成如图所示的电路 2 将滑片移动到右端 闭合开关 调节变阻器 读出并记录多组u i数值 将测量数据填入表格中 3 断开开关 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 要对图线细钻研 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 测量时读数带来误差 严格按照读数规则记录数据3 在坐标纸上描点 作图带来误差 用细铅笔 严格标度 1 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 目的是使小电珠两端的电压能从0开始连续变化 3 i u图线在u0 1 0v左右将发生明显弯曲 故在u 1 0v左右绘点要密 以防出现太大误差4 电流表选择0 6a的量程 电压表的量程要结合小电珠的额定电压值确定 若使用 2 5v0 6a 的小电珠 则选用电压表的3v量程5 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 电路的连接和图线的描绘 例证1 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 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 如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 规范解答 1 因为小电珠的电阻比较小 故应该选 1 倍率 由题图读得电阻为7 5 2 因为小电珠的电阻比较小 故伏安法测量时应该用电流表外接法 测量的电压应该从零开始 故滑动变阻器要用分压式接法 实物连接如图所示 3 开关闭合前滑片p应置于a端 为了使小电珠亮度增加 应使滑片从中点向b端滑动 4 ab之间电流增加了0 122a 其他段电流依次增加了0 03a左右 所以需要在ab之间将电流分为0 030a 0 060a 0 090a 分别测出相应的电压值 答案 1 17 5 2 见规范解答图 3 ab 4 ab 图象的推广和应用 例证2 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 2012 钦州模拟 在描绘小灯泡的伏安特性曲线时 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 灯泡中灯丝已烧断b 滑片接触不良c 灯泡内部短路d 滑动变阻器a端接触不良 解析 选c 由图知 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 若灯泡内短路则灯泡两端电压为零 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 2012 潍坊模拟 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应处在最左端 解析 选a d 由r测 r真 ra 故a正确 b错误 电流表内接法 要求r ra 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正确 3 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 0 5 100 可以看出r0 ra 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 4 2012 济南模拟 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 5 2012 杭州模拟 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 某位同学测得小电珠的伏安特性曲线如图所示 某次测量时 电流表读数为