2013高三物理一轮复习课件必修二部分7.4

第四讲实验八：测绘小灯泡的伏安特性曲线,1会正确选择实验器材和实验电路2会正确描绘小灯泡的伏安特性曲线3会分析伏安特性曲线,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IU坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线,由于使用的小灯泡阻值较小，因此应该用电流表外接法；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用分压式接法电路图如图所示,小灯泡(“4V,0.7A”或“3.8V,0.3A”)、4V6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸,1连接电路(1)确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按实验原理图连接好实验电路(2)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最小的位置(图中最左端)，接线经检查无误后，闭合开关S.,2测量与记录：测出小灯泡在不同电压下的电流，移动滑动变阻器滑片的位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格,3.画出伏安特性曲线(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结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线,4拆除电路、整理仪器,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IU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端加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压4规范画图：IU图线在U01.0V左右将发生明显弯曲，故U1.0V左右绘点要密，以防出现很大误差,1系统误差：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2测量误差：测量时读数带来误差3作图误差：在坐标纸上描点，作图带来误差.,描绘小灯泡的伏安特性曲线及曲线的应用,通过实验描绘一个“2V,1W”小灯泡的UI曲线，可供选择的仪器有：A量程00.6A，内阻约0.2的电流表B量程0100mA，内阻约5的电流表C量程03V，内阻10k的电压表D量程015V，内阻50k的电压表E最大阻值为20，额定电流为1A的滑动变阻器F最大阻值为1k，额定电流为0.1A的滑动变阻器G蓄电池4V、导线、开关等,(1)为了调节方便、测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_(填器材的序号),(2)若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路，如图甲，请在图甲中完成其余的电路连接，要求小灯泡两端的电压能在02V范围内连续变化，且尽可能减小实验误差(3)该同学在正确完成实验后得到图乙所示的小灯泡UI特性曲线，将此小灯泡接在电动势为1.5V，内阻为2.0的电源上，小灯泡的实际功率是_W.,(2)由于小灯泡的电阻很小，故应采用电流表外接法因要求小灯泡两端的电压能在02V范围内连续变化，故滑动变阻器采用分压式接法(3)根据电源电动势为1.5V、内阻为2.0，作出图象UEIr如图所示，与小灯泡的UI图线交于U0.8V、I0.35A，因此，小灯泡的实际功率是0.28W.,答案：(1)ACE(2)如图所示,(3)0.28,拓展创新实验,(2011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上画出UI图象.,(2)根据所画UI图象，可求得电流I0.20A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),解析：(1)UI图象如图所示,(2)通过图象可得I0.2A时U1.84V故PUI0.37W(3)