2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流實(shí)驗(yàn)十一描繪小燈泡的伏安特性曲線課件新人教版

1、實(shí)驗(yàn)十一描繪小燈泡的伏安特性曲線1 實(shí)驗(yàn)知識(shí)自主回顧一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握滑動(dòng)變阻器的使用方法及連接方法。掌握滑動(dòng)變阻器的使用方法及連接方法。2掌握伏安特性曲線的描繪方法。掌握伏安特性曲線的描繪方法。3理解小燈泡的伏安特性曲線為什么不是一條直線。理解小燈泡的伏安特性曲線為什么不是一條直線。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)歐姆定律，在純電阻電路中，當(dāng)電阻的阻值恒定時(shí)，電阻兩端根據(jù)歐姆定律，在純電阻電路中，當(dāng)電阻的阻值恒定時(shí)，電阻兩端的電壓和通過電阻的電流成線性關(guān)系，的電壓和通過電阻的電流成線性關(guān)系，ui圖像是一條直線；如果電阻圖像是一條直線；如果電阻的阻值是變化的，的阻值是變化的，ui圖像不

2、再是一條直線。本實(shí)驗(yàn)用伏安法測(cè)出小燈圖像不再是一條直線。本實(shí)驗(yàn)用伏安法測(cè)出小燈泡兩端電壓及電流，描繪出小燈泡的泡兩端電壓及電流，描繪出小燈泡的ui圖像。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。對(duì)圖像。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。對(duì)一只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電一只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值阻值可以可以相差幾倍到幾十倍，所以，它的伏安特性曲線是相差幾倍到幾十倍，所以，它的伏安特性曲線是一一條條曲線。曲線。三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟1按如圖所示的電路原理圖連接電路，在閉合開關(guān)前變阻器的滑按如圖所示的電路原理圖連接電路，在閉合開關(guān)前變阻器的滑片靠近圖中所示的片靠近圖中所示的_端。端。2閉合開關(guān)，移動(dòng)滑

3、片閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片p，讀出十幾組，讀出十幾組u、i值，并記錄在表格中。值，并記錄在表格中。3建立建立ui坐標(biāo)系，將所得幾組坐標(biāo)系，將所得幾組u、i值在坐標(biāo)上描出所對(duì)應(yīng)的值在坐標(biāo)上描出所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。點(diǎn)。4用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，即為用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，即為ui圖像。圖像。a四四、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)中，在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置改變燈泡兩端電壓時(shí)，盡量實(shí)驗(yàn)中，在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置改變燈泡兩端電壓時(shí)，盡量使燈泡的電壓變換有規(guī)律，再對(duì)應(yīng)地讀電流值，然后再根據(jù)所取的電使燈泡的電壓變換有規(guī)律，再對(duì)應(yīng)地讀電流值，然后再根據(jù)所取的電壓、電流的最大值，選取適當(dāng)?shù)臋M、縱坐標(biāo)分度，描點(diǎn)畫圖，這

4、樣可以壓、電流的最大值，選取適當(dāng)?shù)臋M、縱坐標(biāo)分度，描點(diǎn)畫圖，這樣可以使所取的點(diǎn)在坐標(biāo)平面內(nèi)分布的盡量大而且分布疏密程度均勻一些使所取的點(diǎn)在坐標(biāo)平面內(nèi)分布的盡量大而且分布疏密程度均勻一些。五、實(shí)驗(yàn)器材選取五、實(shí)驗(yàn)器材選取1原則：原則：安全；安全；精確；精確；操作方便。操作方便。2具體要求具體要求(1)電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流。干電池中電電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流。干電池中電流一般不允許超過流一般不允許超過0.6 a。(2)用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流。用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流。(3)電壓表或電流表的量程不能小于

5、被測(cè)電壓或電流的最大值。電壓表或電流表的量程不能小于被測(cè)電壓或電流的最大值。(4)滑動(dòng)變阻器，分壓式接法要選用滑動(dòng)變阻器，分壓式接法要選用_滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器。小阻值小阻值六六、誤差分析、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(duì)電路的影響會(huì)由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差。帶來誤差。2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差。電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差。3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來操作誤差。在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來操作誤差。七、注意事項(xiàng)七、注意事項(xiàng)1本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流

6、表用電流表_。2本實(shí)驗(yàn)要作出本實(shí)驗(yàn)要作出ui圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用壓值，故控制電路必須采用_接法。接法。3為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于電路圖中為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于電路圖中的的a端。端。4iu圖像在圖像在u01.0 v左右將發(fā)生明顯彎曲，故在左右將發(fā)生明顯彎曲，故在u1.0 v左右左右繪點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)很大誤差繪點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)很大誤差。外接法外接法分壓分壓5電流表選擇電流表選擇0.6 a量程，電壓表量程選擇視小燈泡的額定電壓而量程，電壓表量程選擇視小燈泡的額定電壓而定。定。

7、6當(dāng)小燈泡電壓快接近額定電壓值時(shí)，要緩慢地增加到額定電壓當(dāng)小燈泡電壓快接近額定電壓值時(shí)，要緩慢地增加到額定電壓值，記錄值，記錄i后馬上斷開開關(guān)。后馬上斷開開關(guān)。7誤差較大的點(diǎn)要舍去，誤差較大的點(diǎn)要舍去，iu圖像應(yīng)是平滑曲線而非折線。圖像應(yīng)是平滑曲線而非折線。8建立坐標(biāo)系時(shí)，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取建立坐標(biāo)系時(shí)，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙。的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙。2 核心考點(diǎn)重點(diǎn)突破(2021甘肅模擬甘肅模擬)為描繪一只規(guī)格為為描繪一只規(guī)格為“2.8 v1.6 w”的小燈的小燈泡的

8、伏安特性曲線，某同學(xué)給了以下器材：泡的伏安特性曲線，某同學(xué)給了以下器材：a干電池組干電池組e(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)3 v)b滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器r(最大電阻最大電阻5 )c電流表電流表a1(量程量程00.6 a，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.5 )d電流表電流表a2(量程量程03 a，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.1 )e電壓表電壓表v1(量程量程03 v，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約3 k)f電壓表電壓表v2(量程量程015 v，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約15 k)g開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干?？键c(diǎn)一考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)教材原型實(shí)驗(yàn)例例1(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的電流表是實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的電流表是_，電壓表是，電壓表是_。(填器材前面的字填器材前面的字母

9、序號(hào)母序號(hào))(2)測(cè)量電路應(yīng)采用電流表測(cè)量電路應(yīng)采用電流表_(填填“內(nèi)接內(nèi)接”或或“外接外接”)法，控制法，控制電路應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器電路應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器_(填填“限流式限流式”或或“分壓式分壓式”)接法。接法。(3)如圖，作出的如圖，作出的iu圖像中圖像中_(填填“a”“b”或或“c”)圖線比較符合小燈圖線比較符合小燈泡的伏安特性曲線。泡的伏安特性曲線。ce外接外接分壓式分壓式a儀器選取及電路選取需要注意的三個(gè)問題儀器選取及電路選取需要注意的三個(gè)問題方法總結(jié)方法總結(jié)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1為了描繪一個(gè)為了描繪一個(gè)“12 v6 w”的小燈泡的伏安特性曲的小燈泡的伏安特性曲線，現(xiàn)提供以下器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。線

10、，現(xiàn)提供以下器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。直流電源直流電源e：電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)15 v，內(nèi)阻不計(jì)；，內(nèi)阻不計(jì)；電流表電流表a：量程分別為：量程分別為00.6 a和和03 a，內(nèi)阻分別約為，內(nèi)阻分別約為0.50 和和0.1 ；電壓表電壓表v：量程：量程03 v，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為3 k；定值電阻定值電阻r0：阻值為：阻值為12 k；滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器r：最大阻值：最大阻值20 ，允許通過的最大電流，允許通過的最大電流1 a；開關(guān)一個(gè)；導(dǎo)線若干開關(guān)一個(gè)；導(dǎo)線若干。(1)由于電壓表的量程偏小，要用所給電壓表由于電壓表的量程偏小，要用所給電壓表v和定值電阻和定值電阻r0改裝成改裝成一個(gè)較大量程的電壓表一個(gè)較大量程的電壓表

11、v，改裝后的電壓表量程為，改裝后的電壓表量程為_；(2)在方框里畫出符合本實(shí)驗(yàn)要求的電路圖；在方框里畫出符合本實(shí)驗(yàn)要求的電路圖；答案答案015 v(3)根據(jù)測(cè)得的電壓表根據(jù)測(cè)得的電壓表v的示數(shù)和電流表的示數(shù)和電流表a的示數(shù)，描出的示數(shù)，描出iu曲線如曲線如圖甲所示。某次測(cè)量時(shí)，電流表指針位置如圖乙所示，則電流表讀數(shù)為圖甲所示。某次測(cè)量時(shí)，電流表指針位置如圖乙所示，則電流表讀數(shù)為_ a，此時(shí)小燈泡的電阻為，此時(shí)小燈泡的電阻為_ 。0.4018.75(2)描繪小燈泡的伏安特性曲線，需要電壓從描繪小燈泡的伏安特性曲線，需要電壓從零開始測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法；由零開始測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分

12、壓式接法；由于小燈泡的電阻與電流表內(nèi)阻相差較小，電流表于小燈泡的電阻與電流表內(nèi)阻相差較小，電流表采用外接法，如圖所示采用外接法，如圖所示。在本實(shí)驗(yàn)電路的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改進(jìn)與拓展，常見的命題角度有：在本實(shí)驗(yàn)電路的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改進(jìn)與拓展，常見的命題角度有：(1)改變實(shí)驗(yàn)電路：如在電表內(nèi)阻已知的情況下，利用定值電阻改裝改變實(shí)驗(yàn)電路：如在電表內(nèi)阻已知的情況下，利用定值電阻改裝電表量程。電表量程。(2)改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康模喝缈梢匝芯侩娮璧碾姽β?。改變?shí)驗(yàn)?zāi)康模喝缈梢匝芯侩娮璧碾姽β省?3)改變被測(cè)元件：可以探究其他元件的伏安特性。改變被測(cè)元件：可以探究其他元件的伏安特性?？键c(diǎn)二考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新例例

13、2 答案答案(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖性曲線如圖(a)所示。所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻增加小燈泡的電阻_(選填選填“增大增大”“”“不變不變”或或“減小減小”)，燈絲的電阻率燈絲的電阻率_(選填選填“增增大大”“”“不變不變”或或“減小減小”)。增大增大增大增大(3)用另一電源用另一電源e0(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)4 v，內(nèi)阻，內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖和題給器材連接成圖(b)所所示的電路圖，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器示的電路圖，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)閉合開

14、關(guān)s，在，在r的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_ w，最大，最大功率為功率為_ w。(結(jié)果均保留結(jié)果均保留2位小數(shù)位小數(shù))0.391.173 2年高考1年模擬1(2020全國卷全國卷)某同學(xué)要研究一小燈泡某同學(xué)要研究一小燈泡l(3.6 v,0.30 a)的伏安特的伏安特性，所用器材有：電流表性，所用器材有：電流表a1(量程量程200 ma，內(nèi)阻，內(nèi)阻rg110.0 )、電流表、電流表a2(量程量程500 ma，內(nèi)阻，內(nèi)阻rg21.0 )、定值電阻、定值電阻r0(阻值阻值r010.0 )、滑動(dòng)、滑動(dòng)變阻器變阻器r1(最大阻值最大阻值10 )、電源、電源e(電動(dòng)勢(shì)電

15、動(dòng)勢(shì)4.5 v，內(nèi)阻很小，內(nèi)阻很小)、開關(guān)、開關(guān)s和若和若干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖(a)所示。所示。(1)根據(jù)圖根據(jù)圖(a)，在圖，在圖(b)的實(shí)物圖中畫出連線。的實(shí)物圖中畫出連線。圖圖(a) 圖圖(b) 答案答案(2)若若i1、i2分別為流過電流表分別為流過電流表a1和和a2的電流，利用的電流，利用i1、i2、rg1和和r0寫出：小燈泡兩端的電壓寫出：小燈泡兩端的電壓u_，流過小燈泡的電流，流過小燈泡的電流i_。為保證小燈泡的安全，。為保證小燈泡的安全，i1不能超過不能超過_ ma。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)

16、變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零。逐次改變滑動(dòng)變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的逐次改變滑動(dòng)變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的i1和和i2，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中給出。表中給出。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得，當(dāng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得，當(dāng)i1173 ma時(shí)，燈絲電阻時(shí)，燈絲電阻r_ (保留保留1位小數(shù)位小數(shù))。i1(rg1r0)i2i1180i1/ma325585125144173i2/ma17122929937942447011.6(4)如果用另一個(gè)電阻替代定值電阻如果用另一個(gè)電阻替代定值電阻r0，其他，其他不變，為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線，所用不變，為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線，所用電阻的阻值

17、不能小于電阻的阻值不能小于_ (保留保留1位小數(shù)位小數(shù))。解析解析本題考查描繪小燈泡的伏安特性曲本題考查描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)的器材選擇、電路連接、實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)線實(shí)驗(yàn)的器材選擇、電路連接、實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理。處理。(1)連接電路時(shí)要注意各線不要交叉，連接電連接電路時(shí)要注意各線不要交叉，連接電表時(shí)注意電表的正、負(fù)接線柱。表時(shí)注意電表的正、負(fù)接線柱。8.0圖圖(a) 5.00變小變小增大增大b圖圖(b) 2.83(2020遼寧模擬遼寧模擬)一探究小組要描繪一個(gè)標(biāo)有一探究小組要描繪一個(gè)標(biāo)有“5 v2.5 w”小小馬達(dá)馬達(dá)(電動(dòng)機(jī)，線圈電阻恒定電動(dòng)機(jī)，線圈電阻恒定)的伏安特性曲線，馬達(dá)兩端的電壓需要從的伏安特性曲線，馬達(dá)兩端的電壓需要從零逐漸增加到零逐漸增加到5 v。現(xiàn)有下列器材：?，F(xiàn)有下列器材：a電源電源(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)6 v)b電壓表電壓表(量程量程06 v)c電流表電流表a1(量程量程03 a)d電流表電流表a2(量程量程00.6 a)e滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器r1(最大阻值最大阻值10 )f滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器r2(最大阻值最大阻值200 )g開關(guān)和導(dǎo)線開關(guān)和導(dǎo)線若干若干(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選_(填填“c”或或“d”)，滑動(dòng)變阻器