《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-實驗9

恒定電流第八章實驗九描繪小電珠的伏安特性曲線欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓(xùn)02考點各個擊破04配套訓(xùn)練知識梳理回顧1一、實驗?zāi)康拿枥L小電珠的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律．二、實驗原理用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組U，I值，在U－I坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線．三、實驗器材小電珠、4～6V學(xué)生電源、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆等．四、實驗步驟1．確定電流表、電壓表的量程，電流表采用外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，按如圖所示的電路圖連接好實驗電路．2．把滑動變阻器的滑片調(diào)至滑動變阻器的A端，電路經(jīng)檢查無誤后閉合開關(guān)S.3．改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U，記入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.4．拆去實驗電路，整理好實驗器材．五、數(shù)據(jù)處理1．在坐標(biāo)紙上以U為橫軸、I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系．2．在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點．(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙)3．將描出的點用平滑的曲線連起來就得到小電珠的伏安特性曲線．六、注意事項1．因本實驗要作出I－U圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，因此滑動變阻器要采用分壓接法．2．本實驗中，因被測小電珠電阻較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法．3．電流表選擇0.6A量程，電壓表量程視小電珠的額定電壓而定．4．開關(guān)閉合前變阻器滑片移到圖中的A端．5．開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置使小電珠的電壓逐漸增大．可在電壓表讀數(shù)每增加一個定值(如0.5V)時讀取一次電流值，調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超過小電珠的額定電壓．七、誤差分析1．由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差．2．電流表、電壓表的讀數(shù)會帶來誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)．3．在坐標(biāo)紙上描點、作圖會帶來操作誤差．夯基題組某學(xué)習(xí)小組要描繪一只小電珠(2.5V

0.5A)的伏安特性曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材：A．電源E(電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計)B．電壓表(量程為0～3.0V，內(nèi)阻約為2kΩ)C．電壓表(量程為0～15.0V，內(nèi)阻約為6kΩ)D．電流表(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)E．電流表(量程為0～100mA，內(nèi)阻約為2Ω)F．滑動變阻器R1(最大阻值10Ω)G．滑動變阻器R2(最大阻值2kΩ)(4)如果用一個電動勢為1.5V、內(nèi)阻為3Ω的電源與該小電珠組成電路，則該小電珠的實際功率為______(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．【解析】因為電壓要求范圍寬，滑動變阻器選用分壓式接法．電壓表、電流表選擇時，在保證安全的前提下，選用小量程電表．考點各個擊破2因為小電珠(即小燈泡)的電阻較小(10Ω左右)，所以測量電路應(yīng)該選用電流表外接法．因為作圖需要多個點，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓，所以控制電路選用滑動變阻器分壓式接法．實驗電路如圖所示．考點1實驗原理及儀器的選擇例1

(2017年珠海模擬)一個標(biāo)有“3.8V0.3A”字樣的小燈泡，其燈絲的電阻會隨溫度的升高而變化．一探究性學(xué)習(xí)小組在實驗室研究這一問題，現(xiàn)實驗室備有以下實驗器材：實驗時要求測量范圍盡可能大，且要求燈泡上的電壓從0開始調(diào)節(jié)，測量結(jié)果盡可能準(zhǔn)確．練1

(2017年陽江檢測)一個標(biāo)有“12V24W”的燈泡，為了測定它在不同電壓下的實際功率和額定電壓下的功率，需測定燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流．現(xiàn)有如下器材：A．直流電源15V(內(nèi)阻可不計)B．直流電流表0～0.6～3A(內(nèi)阻約0.5Ω、0.1Ω)C．直流電流表0～300mA(內(nèi)阻約5Ω)D．直流電壓表0～3～15V(內(nèi)阻約3kΩ、15kΩ)E．直流電壓表0～25V(內(nèi)阻約200kΩ)F．滑動變阻器10Ω、5AG．滑動變阻器1kΩ、3A(1)實驗臺上已放置開關(guān)、導(dǎo)線若干及燈泡．為了完成實驗，需要從上述器材中再選用____________(用序號字母表示)．(2)在虛線框內(nèi)畫出最合理的實驗原理圖．(3)若測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖線如圖所示，由這條曲線可得出，正常發(fā)光條件下，燈絲消耗的電功率是________．(4)如果燈絲電阻與t＋273的大小成正比，其中t為燈絲攝氏溫度值，室溫t＝27℃，則正常發(fā)光時燈絲的溫度是________℃.【答案】(1)ABDF

(2)見解析

(3)23.2W

(4)1587【解析】(1)由燈泡的額定電壓為12V、額定電流為2A，可知電壓表應(yīng)選用D，電流表應(yīng)選用B.實驗采用分壓式電路，滑動變阻器應(yīng)選用阻值小些的，故選F.電源A是必選的．例2

在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中，某同學(xué)測得電流、電壓的數(shù)據(jù)如下表所示：考點2圖像描繪(數(shù)據(jù)處理)及分析電流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2電壓U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46(1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；(2)為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流變化的曲線如圖所示．請指出圖線的特征，并解釋形成的原因．解析：(1)根據(jù)U－I數(shù)據(jù)描點畫圖如圖所示．(2)存在三個區(qū)間，電阻隨電流的變化快慢不同．第一區(qū)間電流很小時，電阻變化不大；第二區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢．答案：(1)見解析(2)電阻隨電流增大而增大原因見解析練2某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)自動鉛筆芯的電阻隨溫度升高而變?。趯嶒炇抑?，他取一段長為16cm的自動鉛筆芯，用多用電表測量其電阻大約為4Ω.該同學(xué)要精確測量鉛筆芯的電阻，現(xiàn)有下述器材可供選擇：A．直流電源3V，內(nèi)阻不計；B．直流電流表0～3A(內(nèi)阻0.1Ω)C．直流電流表0～600mA(內(nèi)阻0.5Ω)D．直流電壓表0～3V(內(nèi)阻3kΩ)E．直流電壓表0～15V(內(nèi)阻200kΩ)F．滑動變阻器(10Ω，1A)G．滑動變阻器(1kΩ，300mA)(1)除開關(guān)、導(dǎo)線外，實驗中能夠在電壓表上從0開始讀取若干組數(shù)據(jù)，需要選用的器材有____________________________________________________________(填寫字母代號)；(2)用線條代替導(dǎo)線，在圖中連接實驗電路；(3)該同學(xué)在下表中記錄實驗數(shù)據(jù)，請你根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在上圖中的方格紙上畫出該鉛筆芯的伏安特性曲線；(4)該同學(xué)又利用鉛筆芯制成一個魔術(shù)道具，將“1.2V1.2W”的小燈泡(設(shè)其阻值不變)與一段適當(dāng)長度的該鉛筆芯串聯(lián)，接到一節(jié)電動勢為1.5V、內(nèi)阻為0.2Ω的鈕扣電池兩端．若鉛筆芯長度合適，小燈泡的電壓低于0.8V時，小燈泡基本不發(fā)光；點燃火柴給鉛筆芯加熱，就會發(fā)現(xiàn)小燈泡亮起來，火柴熄滅．小燈泡隨之熄滅．請你給他一個建議，應(yīng)當(dāng)取用長為________cm的鉛筆芯串接在電路中，才能發(fā)生上述神奇的現(xiàn)象．次數(shù)12345678910U/V00.30.50.71.01.21.51.72.02.2I/A00.080.130.180.250.300.360.390.430.45【答案】(1)ACDF