高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流 實驗七 描繪小燈泡的伏安特性曲線課件

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1、實驗七描繪小燈泡的伏安特性曲線第七章 恒定電流內(nèi)容索引過好雙基關(guān)命題點一 教材原型實驗命題點二 實驗拓展創(chuàng)新過好雙基關(guān)11.實驗原理(1)測多組小燈泡的U、I的值，并繪出IU圖象；(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和 的關(guān)系.2.實驗器材小燈泡“3.8 V,0.3 A”、電壓表“03 V15 V”、電流表“00.6 A3 A”、 、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標紙、鉛筆.溫度滑動變阻器基本實驗要求基本實驗要求3.實驗步驟(1)畫出電路圖(如圖甲的示).(2)將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖乙所示的電路.(3)測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同

2、的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計的表格中.(4)數(shù)據(jù)處理在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標系.在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點.將描出的點用 的曲線連接起來，得到小燈泡的伏安特性曲線.4.實驗器材選取(1)原則：安全；精確；操作方便.平滑(2)具體要求電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流.干電池中電流一般不允許超過0.6 A.用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流.電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值.電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 以上.從便于操作的角度來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓式接法要選用較小阻值

3、的滑動變阻器.1.滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較兩種接法的電路圖負載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍 UE0UE負載R上電流的調(diào)節(jié)范圍 I0I規(guī)律方法總結(jié)規(guī)律方法總結(jié)2.兩種接法的適用條件(1)限流式接法適合測量阻值較 的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小).(2)分壓式接法適合測量阻值較 的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大).3.注意事項(1)電路的連接方式：電流表應(yīng)采用 接法：因為小燈泡(3.8 V,0.3 A)的電阻很小，與量程為0.6 A的電流表串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大.小大外滑動變阻器應(yīng)采用 接法：目的是使小燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化.(2)

4、閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為0的一端，使開關(guān)閉合時小燈泡的電壓能從0開始變化，同時也是為了防止開關(guān)剛閉合時因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲.(3)IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0 V左右繪點要密，以防出現(xiàn)較大誤差.分壓式4.誤差分析(1)由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值 于真實值.(2)測量時讀數(shù)帶來誤差.(3)在坐標紙上描點、作圖帶來誤差.大2命題點一教材原型實驗 小華和小明在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中：【例1】電壓U/V0.000.200.400

5、.701.001.301.702.102.50電流I/A0.000.140.240.260.370.400.430.450.46(1)實驗室有兩種滑動變阻器供選擇：A.滑動變阻器(阻值范圍010 、額定電流3 A)B.滑動變阻器(阻值范圍02 000 、額定電流1 A)實驗中選擇的滑動變阻器是_.(填寫字母序號)答案解析分壓式：選阻值小的滑動變阻器(2)在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實驗電路連接完整.答案解析見解析圖(3)開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至_(選填“左”或“右”)端.答案解析左為了保護測量電路，開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至最左端.使其分壓為零.(4)利用表中數(shù)據(jù)，在圖乙中畫

6、出小燈泡的UI圖線.見解析圖答案解析電壓U/V0.000.200.400.701.001.301.702.102.50電流I/A0.000.140.240.260.370.400.430.450.46(5)他們在UI圖象上找到小燈泡工作電壓為2.0 V時坐標點，計算此狀態(tài)的電阻值時，小明提出用圖象上該點曲線斜率表示小燈泡的阻值；小華提出該點與坐標原點連線的斜率表示小燈泡的阻值.你認為_(選填“小華”或“小明”)的方法正確.小華答案解析根據(jù)歐姆定律知，R ，電阻的大小為該點與坐標原點連線的斜率，故小華正確.題組階梯突破題組階梯突破1.某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓

7、表(內(nèi)阻約為3 k)、電流表(內(nèi)阻約為1 )、定值電阻等.(1)使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖(a)所示，讀數(shù)為_ .據(jù)此應(yīng)選擇圖中的_ (填“(b)”或“(c)”)電路進行實驗；10(b)答案小電阻外接(2)連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸_(填“增大”或“減小”)；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實驗；增大當滑動變阻器的滑片向右移時，滑動變阻器輸出的電壓增大，電流表的示數(shù)增大.答案解析(3)如圖(d)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由圖可判斷元件_(填“X”和“Y”)是非線性元件；Y由于元件Y的UI圖線是曲

8、線，因此Y是非線性元件.答案解析(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R21 的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r，電路圖如圖(e)所示，閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V.利用圖(d)可算得E_ V.r_(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表).設(shè)線性元件的電阻為R，由UI圖線可知，R 10 ，則S1、S2均閉合時，E0.3 A(10 r)，S1閉合、S2斷開時，E0.1 A(10 21 r)，解得E3.2 V，r0.50 .3.2答案解析0.502.某實驗小組的同學(xué)在學(xué)校實驗室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件，該電學(xué)元件上標有“最大電流不超過6 mA，

9、最大電壓不超過7 V”，同學(xué)們想通過實驗描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線，他們設(shè)計的一部分電路如圖所示，圖中定值電阻R1 k，用于限流；電流表量程為10 mA，內(nèi)阻約為5 ；電壓表(未畫出)量程為10 V，內(nèi)阻約為10 k；電源電動勢E為12 V，內(nèi)阻不計.(1)實驗時有兩個滑動變阻器可供選擇：A.阻值0200 ，額定電流0.3 AB.阻值020 ，額定電流0.5 A應(yīng)選的滑動變阻器是_(填“A”或“B”).答案解析滑動變阻器A允許的最大電壓為0.3200 V60 V12 V，滑動變阻器B兩端所能加的最大電壓為0.520 V10 V12 V，為保證安全，滑動變阻器應(yīng)選A.正確接線后，測得數(shù)據(jù)如下

10、表：12345678910U/V0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40I/mA0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50(2)由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與_之間(填“O”或“P”)；P答案解析(3)將題圖中電路圖補充完整；描繪伏安特性曲線，電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，由(2)可知，電流表采用內(nèi)接法，實驗電路圖如圖所示：電路圖見解析圖答案解析(4)從表中數(shù)據(jù)可知，該電學(xué)元件的電阻的特點是：_.由表中實驗數(shù)據(jù)可知，當元件兩端的電壓小于6 V時，電路電流很小，幾乎為零，由歐姆定律可知，元件

11、電阻非常大，不導(dǎo)電；當元件兩端電壓大于6 V時，隨著電壓的升高電流迅速增大，電壓與電流的比值減小，電阻變小.當元件兩端的電壓小于6 V時，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當元件兩端電壓大于6 V時，隨著電壓的升高而電阻變小答案解析3命題點二實驗拓展創(chuàng)新【例2】 某同學(xué)想要描繪標有“3.8 V,0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整.可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻等于3 k)電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻等于15 k)電流表A1(量程0200 mA，內(nèi)阻等于10 )電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻等于0.1 )滑動變阻器R1(

12、010 ，額定電流2 A)滑動變阻器R2(01 k，額定電流0.5 A)定值電阻R3(阻值等于1 ) 定值電阻R4(阻值等于10 )定值電阻R5(阻值等于1 k)與R5串聯(lián)擴大量程與R4并聯(lián)擴大量程分壓式，選小阻值分析電源E(E6 V，內(nèi)阻不計)(1)請畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁.見解析圖答案解析(2)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_.小燈泡的電阻隨溫度升高而變大，故該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)該是B.答案解析3.硅光電池在無光照時不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件.某實驗小組設(shè)計如圖甲電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負極接高電勢點，正極接低電勢點)，探究其在無光照時的

13、反向伏安特性.圖中電壓表V1量程選用 3 V，內(nèi)阻為6 k；電壓表V2量程選用15 V，內(nèi)阻約為30 k；R0為保護電阻；直流電源電動勢E約為12 V，內(nèi)阻不計.(1)根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙連接成完整電路.答案(2)用遮光罩罩住硅光電池，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R，讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2.某次測量時，電壓表V1示數(shù)如圖丙所示，則U1_ V，可算出通過硅光電池的反向電流大小為_ mA(保留兩位小數(shù)).0.231.40答案I1 0.23 mA.解析該小組測出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U1、U2數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓Ux和通過的反向電流Ix(表中“”表示反向)，并在圖坐標紙上建立IxUx坐標系，標出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對應(yīng)的5個坐標點.請你標出余下的4個坐標點，并繪出IxUx圖線.6789U1/V0.420.721.141.74U2/V5.46.78.19.7Ux/V5.06.07.08.0Ix/mA0.070.120.190.29答案由IxUx圖線可知，硅光電池?zé)o光照不加反向電壓時，Ix與Ux成_(填“線性”或“非線性”)關(guān)系.非線性答案曲線