2016届高三物理大一轮复习讲义实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线

1、实验8描绘了小玻璃珠电压-电流特性曲线学生用书P137一、实验目的1 .掌握滑动电阻器的使用方法和连接方式2 .掌握伏安图的绘制方法3 .理解小电珠的电压-电流特性曲线为什么是曲线二、实验原理使用电流计测量流过小玻璃珠的电流，使用电压表测量小玻璃珠两端的电压，测量多组(u，I )值，在U-I坐标系中画出各对应点，将这些点用平滑的曲线连接起来。三、实验器材小电珠3.8 V，0.3 A，电压计03 V15 V，电流计00.6 A3 A，滑动电阻器、学生电源、开关、导线数、坐标纸、铅笔四、实验程序1 .画电路图(如实验电路图所示)。2 .把小玻璃珠、电流计、电压表、滑动电阻器、学生电源、开关用引线连

2、接到实验原理图所示的电路上3 .测量和记录移动滑动电阻器接触件的位置，测定12组左右的不同电压值u和电流值I，将测定数据写入自己设计的表格中.4 .数据处理(1)在坐标纸上以u为横轴，以I为纵轴，作成正交坐标系.(2)在坐标纸上描绘各组数据对应的点。(3)如果用平滑的曲线连接描绘的点，就能得到小玻璃珠的电压-电流特性曲线一、滑动电阻器的限流式连接法和分压式连接法的比较电路图负载r上的电压的调节范围UTR0UE负载r上的电流的调节范围I0I二、两种接收法的选择1 .限流连接法适合控制电阻值小的电阻的电压，分压式连接法适合控制电阻值大的电阻的电压2 .要求电压从0逐渐增大，采用分压式连接法三、误差

3、分析1 .由于电流计的外置、电压表的分流，电流显示数变大2 .测量时的读取值会带来误差3 .在坐标纸上画点，给制图带来误差四、注意事项1 .本实验测定的玻璃珠灯丝电阻值较小，因此测定电路必须采用电流计外法2 .变阻器应采用分压式连接法，其目的是使小型玻璃珠两端的电压从零开始连续变化3 .在闭合开关s之前，电阻器的触头必须向使小电珠的分配电压为零的一侧移动4 .施加在小玻璃珠两端的电压请勿超过其额定电压测试器材、电路的选择和数据分析学生用书P138(2013高考天津卷)为了描绘标记为“3 V 0.6 W”的小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压从零逐渐增加到3 V，必须容易操作。 选择的器材如下。

4、电池组(电动势为4.5 V，内阻约为1)电流计(微波炉为0250 mA，内阻约为5)电压表(范围为03 V，内部电阻约为3k)钥匙有一个，导线有几个(1)实验中使用的滑动电阻器必须选择以下内容中的_ (填写字母)a .滑动电阻器(最大电阻值20、额定电流1 A )b .滑动电阻器(最大电阻值1 750 、额定电流0.3 A )(2)实验电路图必须选择以下图_ _ _ _ _ (填写字母号码)如果将该玻璃珠连接到电动势为1.5 V、内部电阻为5电源的两端，则玻璃珠的功耗为_W .(1)因为要求映射小玻璃珠的电压-电流特性曲线，可以在大范围内测量数据，所以控制电路部分应用分压式连接法，滑动电阻器应

5、用最大电阻值小，额定电流大的a(2)因为小玻璃珠两端的电压从零逐渐增加到3 V，滑动电阻器应该采用分压法。 玻璃珠电阻R=15 、额定电流I=0.2 A、r=15=，根据式法“大内小外”的原则，电流计应该采用外接法，因此选择了b。(3)在玻璃珠的I-U图上制作电源的I-U图，交点坐标是该电源给该玻璃珠供电时的电压和电流，此时p玻璃珠=IU=0.101.0 W=0.1 W。答案( (1)A (2)B (3)0.12对试验点电路的连接和实验原理的考察学生用书P138(2015云南统计测量)在进行小灯泡伏安特性曲线的实验时，使用的电流计的内阻约为欧元，电压表的内阻约为十几千欧姆。 在实验中得到了多组

6、数据，通过曲线连接，在I-U坐标系中得到了小灯泡的电压-电流特性曲线。(1)在虚线框上画实验电路的电路图，图中画线代替线。(2)如图甲所示，能够特定小电珠功率p、U2、p和I2的关系，在以下的图像中合理地为_ .(3)将测定出电珠、额定电阻r和电源串联连接于图6所示的电路，电源电动势为6.0 V，内部电阻为1.0 ，电路中的电流为0.40 A，额定电阻r所消耗的电力为_W .(1)标题图甲中的伏安图表明，滑动电阻器采用分压式连接法，小珠电阻与电流计的内部电阻相同，因此电流计必须采用外部连接法(2)随着电压或电流的增大，玻璃珠的电阻增大，玻璃珠的功率与电压或电流的关系分别为P=或P=I2R，因此

7、P-U2曲线图上的点与原点之间的线的斜率(表示玻璃珠的电阻的倒数)减少，在P-I2曲线图上(3)根据小珠伏安图，电流I=0.40 A时，小珠两端电压UL=4 V，根据欧姆定律，内部电压u=IR=0.4v，根据闭合电路欧姆定律，可以知道额定电阻两端电压ur=e-ul-u=1.6v，因此，额定电阻所消耗的电力p(1)电路图、实物图如图所示(2)D(3)0.64学生用书P139本实验的创新改进主要集中在两点上1 .数据处理方式的改进：采用“DIS”数字化实验系统进行数据采集和处理2 .被测元件的变更：探索其他元件的电压-电流特性或其电阻的温度变化规律(2015石家庄模拟)为了调查某电阻Rt在不同温度

8、下的电阻值，某同学设计了如图甲所示的电路。 其中，a是没有内阻，范围为3 mA的电流计，E1是电动势为1.5 V，内阻约为1的电源，R1是滑动电阻器，R2是电阻箱，s是单极双投开关。(1)实验室提供的滑动电阻器有RA(0150 )、RB(0500 )两种，但在本实验中滑动电阻器R1设为_ _ _ _ _ _ (填补ra或RB )(2)完成以下实验顺序调节温度，使rt的温度达到t1将s朝向接点1，调节_，使电流计的指针偏向适当的位置，记录此时电流计的读取值I将s朝向接点2，调整成电流计的读取值为I，记录此时的电阻箱的读取值R0时，温度为t1时，电阻rt=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

9、 _ _改变rt的温度，重复步骤，可以测量电阻rt的电阻值随温度变化的规律将该电阻和电动势为3.0 V且没有内部电阻的电源E2、范围为3.0 V的理想电压表v (未图示)和电阻箱R2与图所示的电路连接，将该电阻作为测温探针，将电压表的电压刻度变更为对应的温度刻度，得到了简单的“电阻温度计”。 随着温度的上升，必须增大电压表的测量值时，应该在电路图丙的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _上安装电压表。 电阻箱电阻值R2=75 的话，电压计拨盘的2.0 V对应的温度值是(1)从电源电动势为1.5 V、电流计范围为3 mA可知，全偏压时，电路总电阻约为500 ，所以

10、滑动电阻器选择RB .(2)在实验中选择替代法测定电阻，在第二阶段，首先将s旋转到接点1，调节滑动电阻器R1，记录电流计的读取值，然后将s朝向接点2，调节电阻箱R2，使电流计的读取值保持I的状态，则电阻箱的读取值是测定的电阻的电阻值，(3)随着温度变高，电阻Rt变大，根据关闭电路的欧姆定律可知其两端电压也变大，所以，与电压表并联，即电压表与b、c这两点连接.( (1)RB (2)R1 R2 R0 (3)b、c 50总结的提高本实验是探讨某电阻温度变化规律的，核心还是弄清电阻的测量方法和原理，结合其他电路知识就能解决，解决创新性实验，考生克服恐惧心理是很重要的学生用书P1391 .在描绘小玻璃珠

11、的电压-电流特性曲线时，使用图所示的电路，通过实验移动滑动电阻器的滑块时，电流计的显示数发生变化，电压表的指针不动，可以考虑以下原因a .电珠中的灯丝断了b .滑块接触不良c .小电珠内部短路d .滑动电阻器a端的接触不良解析：从选c .问题图可以看出，移动滑块时，由于电流显示数有变化，与电流计串联连接的电路上不存在断点，所以a是错误的。 滑块接触不良的话，电路没有电流的可能性，所以b错误。 移动滑块时，电流计和电压表的读取值会发生变化，因此d是错误的。 如果在小玻璃珠内短路，小玻璃珠的两端电压为零，电压表的针不变，移动滑块时，只有电流计的针发生变化，因此选择了c。2.(2015合肥模拟)为测

12、量一个“12 V 5 W”电珠在不同电压下的功率，给出了以下器材电源： 12 V，没有内部电阻电流计：00.6 A、03 A，内部电阻可以忽略电压表：03 V、015 V、内部电阻大滑动电阻器：电阻值范围020 、容许最大电流1 A；一个开关，几条导线实验时施加在玻璃珠两端的电压要求能从0变更为12 V(1)完全连接图甲中的实物图(2)某同学测定的小灯泡的电压-电流特性曲线如图b所示，在某测定时，小灯泡的电流强度为0.40 A，此时施加在两端的电压为_v，此时，小灯泡的实际功率为_w解析： (1)因为要求电压从0开始调节，滑动电阻器必须采用分压式连接法。 另外，因为电流计的内部电阻可以忽略，所

13、以电流计也可以采用内部连接法、外部连接法，实物连接如图所示(2)从I-u线得到，在I=0.40 A时，由于U=6.0 V，所以小电极的实际电力为P=IU=2.4 W .答案： (1)分析(2)见2)6.0 2.43.(2015济南模拟)小玻璃珠上有写着“4 V 2 W”的文字，现在用伏安测量法绘制该玻璃珠的U-I线，有以下器材a .电压表(05 V、内部电阻10 k)b .电压表(010 V、内阻20 k)c .电流计(00.3 A、内部电阻1)d .电流计(00.6 A、内部电阻0.4 )e .滑动电阻器(5，10 A )f .滑动电阻器(500 、0.2 A )(1)实验中的电压表为_ _

14、 _ _，电流计为_ (用号码的字母表示)(2)为了尽可能减少实验误差，电压从零开始变化，要求多获取几组数据，因此滑动电阻器选择_ _ _ _ _ (用号码的字母表示)。(3)请在方块内描绘满足实验要求的电路图，将图中所示的实验器材用实线连接到完整的实物电路图上解析： (1)小玻璃珠的额定电压为4 V，为了保证安全，选择的电压表范围应该比4 V稍大一点，但不能太大，范围过大时显示数不正确，只能选择05 V的电压表，因此只能从P=UI得到。(2)从问题的意义上说，电压从零开始变化，必须测定几组数据，所以只能采用滑动电阻器分压法，但应该在分压法中选择总电阻值小的滑动电阻器，选择e(3)玻璃珠内部电

15、阻R=8 ，电压表内部电阻远大于玻璃珠内部电阻，必须采用电流计外部连接法，因此电路图和实物连接图如图所示。回答： (1)A D (2)E (3)看分析4.(2015唐山统一试验)某同学合理选择以下器材组成一个电路，同时测量了两个不同的热敏电阻RA、RB，得到了两个热敏电阻的I-U关系曲线。实验包括以下器材：a .微波炉50 mA的电流计A1、内部电阻约10b .微波炉0.6 A的电流计A2、内部电阻约0.05 c .范围为3 V的电压表V1，内部电阻约为10 kd .范围是6 V的电压表V2，内部电阻约为50 ke .电动势为12 V，没有内阻的直流电源f .滑动电阻器R1(50 、0.6 A

16、 )g .滑动电阻器R2(10 ，0.02 A )h .单极单掷开关有一个，导线有几个(1)为了得到热敏电阻的完全I-U关系曲线，请选择适当的实验器具。 上面写着：上面写着：上面写着：(2)请设计实验电路，将其画在方块上，显示对应的器材编号(3)该同学串联连接RA、RB，连接到电压为7 V的稳定化电源上的话，热敏电阻RA和RB所消耗的电力之比就成为_ .解析： (1)根据I-u关系曲线上的数据选择实验器材(2)测量I-u关系曲线。 由于要求电压从零变化，滑动电阻器采用分压式连接法，热敏电阻的电阻值比电压表的内部电阻小得多，电流计采用外置法(3)电流大时的RARB=25从问题图可知，RA和RB消耗的功率之比是2:5 .回答： (1)ACDEFH (2)电路图(3)255.(2015广东汕头触底)某研究性学习小组为了制作传感器，需要选择电气部件，如该电气部件的伏安特性曲线，有学生提出了疑问，现在需要进一步验证该伏安特性曲线，实验室准备了以下器材器材(符号)规格电流计(A1 )微波炉050 mA，内部电阻约50电流计(A2 )微波炉0200 mA，内部电阻约10电压表(V1 )微波炉03 V、内部电阻约10 k电