高中物理實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線課件

1、Contents Page目錄頁(yè)實(shí)驗(yàn)探究：描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)課2.典例剖析3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)4.備選訓(xùn)練5.高考模擬演練1.基礎(chǔ)知識(shí)Contents Page目錄頁(yè)實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)課2.典例剖析1.基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 描繪小電珠的伏安特性曲線2. 分析伏安特性曲線的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)原理用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流，用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓，測(cè)出多組(U，I)值，在UI坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來(lái)電路設(shè)計(jì)(1)電流表外接：因?yàn)樾‰娭榈碾娮韬苄?，如果電流表?nèi)接，誤差明顯較大(2)滑動(dòng)變阻器采用分壓式：使電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化1.基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 描繪小電珠的伏安特性

2、曲線實(shí)驗(yàn)原理00.20.40.60.81.01.21.62.02.42.83.23.63.800.20.40.60.81.01.21.62.02.42.誤差分析1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值2測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差. 誤差分析 儀器的選擇(1)電表的選擇：先估算電流或電壓值，在選擇電流表或電壓表時(shí)，應(yīng)使指針達(dá)到半偏以上(2)滑動(dòng)變阻器的選擇：實(shí)驗(yàn)電路若采用限流式接法，一般選用阻值適當(dāng)大一些的滑動(dòng)變阻器，但不可過(guò)大；實(shí)驗(yàn)電路若采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小一些的滑動(dòng)變阻器，以便于調(diào)節(jié)

3、，但要注意其額定電壓和額定電流值(3)電源的選擇：綜合考慮小電珠、電壓表、電流表的量程以及滑動(dòng)變阻器的阻值，保證能為實(shí)驗(yàn)提供合適的電流或電壓 儀器的選擇 熱點(diǎn)一儀器選擇和電路設(shè)計(jì)【例1】2016天津理綜，9(3)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測(cè)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(kāi)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(dòng)變阻器R1(010 ，額定電流2 A)滑動(dòng)變阻器R2(

4、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)電源E(E6 V，內(nèi)阻不計(jì))(1)請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁。(2)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_。2.典例剖析轉(zhuǎn)到解析 熱轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)回原題熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析【例2】2015福建理綜，19(2)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實(shí)驗(yàn)器材如圖1甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。(1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過(guò)程中，電流表的示數(shù)從零開(kāi)始逐漸增大，請(qǐng)按此要求用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接； (2)某

5、次測(cè)量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_(kāi)A；0.44轉(zhuǎn)到下頁(yè)熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析0.44轉(zhuǎn)到下頁(yè)(3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將_只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為_(kāi)W(保留兩位小數(shù))4轉(zhuǎn)到解析轉(zhuǎn)到上頁(yè)2.25 (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)回原題3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開(kāi)放性、探究性等特點(diǎn)。1以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓

6、的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)對(duì)象的變遷3數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)采用“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新【例3】2015廣東理綜，34(2)某實(shí)驗(yàn)小組研究?jī)蓚€(gè)未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(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(cè)元件X的電阻。選擇“1”歐姆擋測(cè)量，示數(shù)如圖2(a)所示，讀數(shù)為_(kāi)。據(jù)此應(yīng)選擇圖2中的 _(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)連接所選電路，閉合S；滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，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(shí)驗(yàn)。轉(zhuǎn)到下

7、頁(yè)10b增大【例3】2015廣東理綜，34(2)某實(shí)驗(yàn)小組研究?jī)蒠轉(zhuǎn)到解析(3)圖3(a)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由圖可判斷元件_(填“X”或“Y”)是非線性元件。(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(cè)量待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，電路如圖3(b)所示。閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開(kāi)S2，讀數(shù)為1.00 V，利用圖3(a)可算得E_V，r_(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，電壓表視為理想)。轉(zhuǎn)到上頁(yè)3.20.50Y轉(zhuǎn)到解析(3)圖3(a)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)回原題4.備選訓(xùn)練【備選訓(xùn)練】 (2013江蘇卷，10)為探究小燈泡的電功率

8、P和電壓U的關(guān)系,小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I,利用PUI得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V,1.8 W”,電源為12 V的電池,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10 .(1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖所示請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置(用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線)采用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器分壓式接法.連線提示1.先用分壓式接法將滑動(dòng)變阻器連入電路中.2.再將電流表、滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)接入電路.電流表量程可由標(biāo)稱(chēng)值計(jì)算確定.轉(zhuǎn)到下頁(yè)4.備選訓(xùn)練【備選訓(xùn)練】 (2013江蘇卷，10)為探究(2)現(xiàn)有10 、20 和50 的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選_的定值電阻(3)測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，

9、拆除_兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材10電池審題析疑1、由小燈泡規(guī)格可計(jì)算知,小燈泡允許通過(guò)的最大電流為0.6 A,故要求接入R1后,電路中的總電流要不小于0.6 A.2、為防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，應(yīng)先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線 根據(jù)IU/R得, R總U/I12/0.6 20 ,故R1=10 轉(zhuǎn)到上頁(yè)轉(zhuǎn)到下頁(yè)(2)現(xiàn)有10 、20 和50 的定值電阻，電路中的電(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U 2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上,并作出了一條直線,如圖所示.請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?1.這些點(diǎn)不近似在一條直線上，應(yīng)為一條曲線.2.坐標(biāo)紙的空間沒(méi)有被充分利用.原因是繪圖時(shí)

10、選擇的橫坐標(biāo)的標(biāo)度太小.轉(zhuǎn)到上頁(yè)轉(zhuǎn)到解析(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U 2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上,并作出了一條解析滾動(dòng)轉(zhuǎn)回原題解析滾動(dòng)轉(zhuǎn)回原題1(2015浙江理綜，22)圖4是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖。 (1)根據(jù)圖4在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖5中的、所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為：、。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為和。5.高考模擬演練0.10 A轉(zhuǎn)到解析0.24 A2.00 V0.27 V8.3 2.7 1(2015浙江理綜，22)圖4是小紅同學(xué)在做“描繪小燈轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)回原題2.有一個(gè)額定電壓為2.8 V，額定功率約為0.8 W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的IU圖線，有下列器材供選用：A.電壓表（03 V，內(nèi)阻6 k）B.電壓表（015 V，內(nèi)阻30 k）；C.電流表（03 A，內(nèi)阻0.1 ）；D.電流表（00.6 A，內(nèi)阻0.5 ）；E.滑動(dòng)變阻器（10 ，2 A）；F.滑動(dòng)變阻器（200 ，0.5 A）；G.蓄電池（電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì)）。（1）用如圖6甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量，電壓表應(yīng)選用，電流表應(yīng)選用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用。