步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第七章恒定电流》实验8

1、第七章 恒定电流实验八描绘小电珠的伏安特性曲线考纲解读考点一考点二考点三基本实验要求规律方法总结考纲解读1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式.2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线基本实验要求1实验原理(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出IU图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系2实验器材小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“03 V15 V”、电流表“00.6 A3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔基本实验要求3实验步骤(1)画出电路图(如实验原理图甲)(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开

2、关用导线连接成如图所示的电路(3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中基本实验要求(4)数据处理在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系在坐标纸上描出各组数据所对应的点将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线基本实验要求规律方法总结1滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图 负载R上电压的调节范围0UE负载R上电流的调节范围规律方法总结2.两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)(2)分压式接法适合测量阻值

3、较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)规律方法总结3注意事项(1)电路的连接方式：电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝(3)IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差规律方法总结4误差分析(1)由于电压表不是理想电表，内阻

4、并非无穷大，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、作图带来误差考点一实验原理和电路设计例1(2013天津9(3)要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作乙选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 )；电流表(量程为0250 mA，内阻约5 )；电压表(量程为03 V，内阻约3 k)；电键一个、导线若干实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填字母代号)A滑动变阻器(最大阻值20 ，额定电流1 A)B滑动变阻器(最大阻值1 750 ，额定电流0.3

5、A)分压式考点一实验原理和电路设计实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)考点一实验原理和电路设计实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V、内阻为5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_W.在灯泡的IU图上作出电源的IU图线，交点坐标即为这个电源给这个灯泡供电时的电压和电流，此时P灯IU0.11 W0.1 W.0.1 考点一实验原理和电路设计变式题组1.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,除有一标有“6 V1.5 W”的小电珠、导线和开关外，还有：A直流电源6 V(内阻不计)B直流电流表03 A(内阻0.1 以下)C直流电流表0300 mA(内阻约为5 )D直

6、流电压表010 V(内阻约为15 k)E滑动变阻器10 ，2 AF滑动变阻器1 k，0.5 A实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_C分压式E考点一实验原理和电路设计(2)在虚线框内画出实验电路图(3)试将图2所示器材连成实验电路考点一实验原理和电路设计2某实验小组的同学在学校实验室中发现一电学元件，该电学元件上标有“最大电流不超过6 mA，最大电压不超过7 V”，同学们想通过实验描绘出该电学元件的伏安特性曲线，他们设计的一部分电路如图所示，图中定值电阻R1 k，用于限流；电流表量程为10 mA，内阻约为5 ；电压表(未画出)量程为1

7、0 V，内阻约为10 k；电源电动势E为12 V，内阻不计(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：A阻值0200 ，额定电流0.3 AB阻值020 ，额定电流0.5 A应选择的滑动变阻器是_ (填“A”或“B”)B考点一实验原理和电路设计正确接线后，测得数据如下表：次数12345678910U/V0.003.006.006.16 6.28 6.326.366.386.396.40I/mA0.000.000.000.06 0.50 1.002.003.004.005.00(2)由以上数据分析可知，电压表并联在M与_之间(填“O”或“P”)解析从表中数据看，由于被测元件的电阻大约为1 k以上，应用电

8、流表内接法，电压表应并联在M与P之间P考点一实验原理和电路设计(3)将电路图在虚线框中补充完整(4)从表中数据可知，该电学元件的电阻特点是：_.次数12345678910U/V0.003.006.006.16 6.28 6.326.366.386.396.40I/mA0.000.000.000.06 0.50 1.002.003.004.005.00小于6 V时,元件的电阻非常大,不导电；当元件两端的电压大于6 V时，随着电压的升高元件的电阻变小当元件两端的电压考点一实验原理和电路设计电学实验电路设计的思路与方法规律总结考点一实验原理和电路设计3控制电路分滑动变阻器的分压式和限流式两种接法，两

9、种接法的选择方法如下：(1)采用限流式接法时不能控制电流(或电压)满足实验要求，即滑动变阻器阻值调到最大，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(或额定电压)，则必须选用分压式接法(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多，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，应改用分压式接法(3)若实验中要求测量电路中电压从零开始变化,则必须采用分压式接法(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、耗能低考点二 实验数据处理与分析考点二 实验数据处理与分析A电压表

10、V(量程3 V，内阻约3 k)B电流表A1(量程150 mA，内阻约2 )C电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 )D滑动变阻器R1(020 )E滑动变阻器R2(0100 )F电源E(电动势4.0 V，内阻不计)G开关S和导线若干H待测小灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择_(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择_(填“R1”或“R2”)A2R1考点二 实验数据处理与分析(2)在实验过程中，该同学将小灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现小灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，

11、发现小灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310考点二 实验数据处理与分析次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你根据表中实验数据在图中作出灯泡的UI图线(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为_V；这一结果大于1.23 V，其原因是_P=UI=2.500.30=0.75W2.50 小灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻考点二 实验数据处理与分析变式题组3为了测量一个

12、标有“12 V5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12 V，电阻不计；电流表：00.6 A,03 A，内阻可忽略；电压表：03 V,015 V，内阻很大；滑动变阻器：阻值范围020 ，允许通过的最大电流为1 A；开关一个，导线若干实验时要求加在小灯泡两端的电压可从0调到12 V.分压式内接考点二 实验数据处理与分析(1)将图甲中的实物图连接完整考点二 实验数据处理与分析(2)某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，某次测量时，通过小灯泡的电流大小为0.40 A，则此时加在它两端的电压为_V，此时小灯泡的实际功率为_ W.小灯泡的实际功率为PIU2.4 W6 2.4 考

13、点二 实验数据处理与分析4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 V1.5 W”的小灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：A直流电源3 V(内阻可不计)B直流电流表0600 mA(内阻约为0.5 )C直流电压表03 V(内阻约3 k)D滑动变阻器(10 ，1 A)E滑动变阻器(1 k，300 mA)F开关、导线若干(1)本实验中滑动变阻器选用_(填“D”或“E”)解析实验中需测量多组数据，滑动变阻器用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器用阻值较小的，故选D；D考点二 实验数据处理与分析(2)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图所示的坐标纸上作出

14、该小灯泡的伏安特性曲线U/V I/A000.5 0.171.0 0.301.5 0.392.0 0.452.5 0.49考点二 实验数据处理与分析(3)如图所示，将两个这样的小灯泡并联后再与阻值为5 的定值电阻R0串联，接在电压恒定为4 V的电路上，每个小灯泡的实际功率为_W.解析 U0U2IR0，所以U2R0IU010I4，PUI0.31.0 W =0.3 W.0.3 考点三实验拓展与创新例3二极管是一种半导体元件，电路符号为 ，其特点是具有单向导电性某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50 mA.(1)该二极管外壳的标识模糊

15、了，同学们首先用多用电表的欧姆挡来判断它的正、负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断_ (填“左”或“右”)端为二极管的正极左I偏角比较小考点三实验拓展与创新(2)实验探究中他们可选器材如下：A直流电源(电动势3 V，内阻不计)B滑动变阻器(020 )C电压表(量程15 V、内阻约80 k)D电压表(量程3 V、内阻约30 k)E电流表(量程0.6 A、内阻约1 )F电流表(量程50 mA、内阻约50 )G待测二极管H导线、开关为了提高测量精度，电压表应选用_，电流表应选用_解析电源电压只有3 V，

16、所以电压表选D；二极管允许通过的最大电流为50 mA，所以电流表选F.DF考点三实验拓展与创新(3)实验中测得的数据如下表，请在图坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.电流I/mA 000.21.83.98.614.021.8 33.5 50.0电压U/V00.500.75 1.00 1.25 1.50 1.752.00 2.25 2.50(4)同学们将该二极管与阻值为100 的定值电阻串联后接到输出电压恒为3 V的电源两端,则二极管导通时定值电阻的功率为_ W.PI2R0.017 W解析I=13 mA0.017点拨看做把二极管接在E=3 V,r=100 电源上考点三实验拓展与创新拓展题组5 2

17、013年12月14日晚上9点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾，并在4分钟后展开太阳能电池帆板这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆，中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的IU特性所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干考点三实验拓展与创新(1)为了达到上述目的，应选用图中的哪个电路图：_(填“甲”或“乙”)甲考点三实验拓展与创新(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图所示的IU图象由图可知，当电压小于2.0 V时，太阳能电池的电阻_ (填“很大”或“很小”)；当电压为2.8 V时，太阳能电池的电阻约为_.(保留两位有效数字)1.0103很大考点三实验拓展与创新6 (2013江苏单科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PUI得到电功率，实验所使用的小灯泡