高考物理一轮复习 实验8 描绘小电珠的伏安特性曲线课件.ppt

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线 注意事项1 电流表外接法 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 滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出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 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 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 热点一对实验原理及注意事项的考查 典例1 2012 安徽卷 21 图1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 图1 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 滑动变阻器为分压式接法 故闭合开关前 灯泡两端的电压为零 调节滑动变阻器的滑片 使它靠近滑动变阻器左端的接线柱 闭合开关后 逐渐移动滑动变阻器的滑片 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 与实物电路相应的电路图如图所示 答案 1 使它靠近滑动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 直至电压达到其额定电压 2 如解析图所示 跟踪短训 1 某同学在探究规格为 6v 3w 的小电珠伏安特性曲线实验中 1 在小电珠接入电路前 使用多用电表直接测量小电珠的电阻 则应将选择开关旋至 挡进行测量 填选项前的字母 a 直流电压10vb 直流电流5mac 欧姆 100d 欧姆 1 2 该同学采用图2所示的电路进行测量 图中r为滑动变阻器 阻值范围0 20 额定电流1 0a l为待测小电珠 为电压表 量程6v 电阻20k 为电流表 量程0 6a 内阻1 e为电源 电动势8v 内阻不计 s为开关 图2 在实验过程中 开关s闭合前 滑动变阻器的滑片p应置于最 端 填 左 或 右 在实验过程中 已知各元件均无故障 但闭合开关s后 无论如何调节滑片p 电压表和电流表的示数总是调不到零 其原因是 点至 点的导线没有连接好 图中的黑色小圆点表示接线点 并用数字标记 空格中请填写图2中的数字 该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图3所示 则小电珠的电阻值随工作电压的增大而 填 不变 增大 或 减小 图3 答案 1 d 2 左 15 或51 增大 热点二对电路的连接和实验数据处理的考查 典例2 在做 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验时 所用器材有 电动势为6v的电源 额定电压为2 5v的小灯泡 以及符合实验要求的滑动变阻器 电流表 电压表 开关和导线 要求能测出尽可能多的数据 图4甲所示是没有连接完的实物电路 已连接好的导线有a b c d e f六根 图4 1 请你用笔画线代替导线 将实物电路连接完整 2 连好电路 闭合开关 移动滑片p到某处 电压表的示数为2 2v 若要测量小灯泡的额定功率 应将滑片p向 填 左 或 右 端滑动 3 通过移动滑片p 分别记下了多组对应的电压表和电流表示数 并绘制成了如图乙所示的u i图线 根据u i图线提供的信息 可计算出小灯泡的额定功率为 w 4 小灯泡的u i图线是曲线而不是过原点的直线 原因是 解析 1 小灯泡的电阻很小 因此采用电流表外接法 实验时 要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压 滑动变阻器应采用分压式接法 实物电路如答案图所示 2 将滑片p向右端滑动 可以增大灯泡两端的电压 3 根据u i图象可知 u 2 5v时 i 0 2a 所以小灯泡的额定功率为p ui 0 5w 4 u i图线上各点与原点连线的斜率表示灯丝的电阻 图线是曲线而不是过原点的直线 这是因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大 答案 1 如图所示 2 右 3 0 5 4 灯丝的电阻会随温度的升高而增大 反思总结实物连线的原则1 先串后并 接线到柱 注意量程和正负 2 对限流电路 用笔画线代替导线 从电源正极开始 把电源 开关 滑动变阻器 伏安法 四部分依次串联起来即可 注意电表的正负接线柱和量程 滑动变阻器应调到阻值最大处 3 对分压电路 应该先把电源 开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来 然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头 比较该接头和滑动触头两点的电势高低 根据 伏安法 部分电表正负接线柱的情况 将 伏安法 部分接入该两点间 跟踪短训 2 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5甲所示 结果为 图5 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6中的连线 图6 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 必须在相邻数据点 间多测几组数据 请填写 ab bc cd de 或 ef 解析 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之间的电流增加了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 见解析图 3 ab 4 ab 探究高考命题视角以本实验为背景 通过改变实验条件 实验仪器设置题目 不脱离教材而又不拘泥教材 体现开放性 探究性等特点 视角1以实验原理及实验方法为基础 探究小灯泡功率与电压的关系 如典例3 视角2图象法处理数据及实物连线视角3实验仪器的选择及控制电路的选择视角4数据处理方式的改进 采用 dis 数字化实验系统进行实验数据的采集和处理 典例3 2013 江苏卷 10 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 1 8w 电源为12v的电池 滑动变阻器的最大阻值为10 1 准备使用的实物电路如图7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 图7 2 现有10 20 和50 的定值电阻 电路中的电阻r1应选 的定值电阻 3 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 4 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 如图8所示 请指出图象中不恰当的地方 图8 3 为了实验仪器的安全 防止电源短路及误将电源与其他电路接通 所以断开开关后 先拆除电池两端的导线 再拆除其他导线 4 从坐标纸上所描点可以看出这些点不近似在一条直线上 应为曲线 小明作出了一条直线不合适 作图时应使这些点占据整个坐标纸 而小明的横坐标只用了一半 所以小明横坐标的标度选择不合适 答案 1 如图所示 2 10 3 电池 4 图线不应画为直线 横坐标的标度选择不合适 探究跟踪 某同学测绘标有 4 8v 0 3a 字样的小灯泡的电功率p随电压u变化的图象 要使小灯泡两端的电压从0到4 8v连续变化 为了使测量尽可能准确 除了导线和开关外 可供选择的仪器还有 a 电流表 量程为0 6a 内阻约为1 b 电流表 量程为3a 内阻约为0 2 c 电压表 量程为6v 内阻约