《備考指南一輪 物理 》課件-實驗10

恒定電流第八章實驗十描繪小電珠的伏安特性曲線欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧02要點各個擊破03配套訓(xùn)練知識梳理回顧1一、實驗?zāi)康?．掌握滑動變阻器的使用方法及連接方式．2．掌握伏安特性曲線的描繪方法．3．理解小電珠的伏安特性曲線為什么是曲線．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起來．實驗原理圖

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．畫出電路圖(如實驗原理圖所示)．2．將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如實驗原理圖所示的電路．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．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．【對點小練】要測繪一個標(biāo)有“3V,0.6W”小電珠的伏安特性曲線，小電珠兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作．已選用的器材有：電池組(電動勢為4.5V，內(nèi)阻約1Ω)；電流表(量程為0～250mA，內(nèi)阻約5Ω)；電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)；開關(guān)一個、導(dǎo)線若干．(1)實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的________(填字母代號)．A．滑動變阻器(最大阻值20Ω，額定電流1A)B．滑動變阻器(最大阻值1750Ω，額定電流0.3A)(2)實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖________(填字母代號)．(3)實驗得到小電珠的伏安特性曲線如圖所示．如果將這個小電珠接到電動勢為1.5V，內(nèi)阻為5Ω的電源兩端，小電珠消耗的功率是________W.【答案】(1)A

(2)B

(3)0.1要點各個擊破2例1

(2019年珠海模擬)一個標(biāo)有“3.8V,0.3A”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)小組要在實驗室研究這一問題．現(xiàn)實驗室備有以下實驗器材：要點1實驗原理及儀器的選擇器材名稱代號參數(shù)電池組E電動勢9V，內(nèi)阻0.5Ω電壓表V1量程0～5V，內(nèi)阻2.0kΩ電壓表V2量程0～15V，內(nèi)阻3.0kΩ電流表A1量程0～0.3A，內(nèi)阻2.0Ω電流表A2量程0～6A，內(nèi)阻0.4Ω滑動變阻器R10～10Ω，額定電流2A滑動變阻器R20～100Ω，額定電流0.5A固定電阻R05Ω，額定電流5A開關(guān)S一個導(dǎo)線M若干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．(1)現(xiàn)有A、B、C、D四個電路，其中可選用的電路有________．(2)在實驗中，應(yīng)當(dāng)選用的實驗器材：電壓表______，電流表_______，滑動變阻器_______．(填器材名稱代號)(3)在實驗過程中，開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最________端(填“左”或“右”)．(4)該小組某同學(xué)通過實驗描繪出小燈泡的I－U圖線如圖所示．試根據(jù)圖線中給出的數(shù)據(jù)求出小燈泡在工作點A和B的電阻值，分別為________、____________.【答案】(1)D

(2)V1

A1

R1

(3)左(4)6.3Ω

10Ω練1

(2018年海淀區(qū)二模)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，小燈泡的規(guī)格為“3.0V

0.5A”，實驗電路如圖甲所示．現(xiàn)備有下列器材：A．電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)B．電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．滑動變阻器R1(0～5Ω，3.0A)D．滑動變阻器R2(0～100Ω，1.25A)E．電源E(電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計)F．開關(guān)S和若干導(dǎo)線(1)為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)選用____(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)．甲

乙

丙

【答案】(1)C

(2)如圖所示(3)如圖所示變大(4)1.2

(5)B【解析】(1)為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇C．(2)根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后根據(jù)描出的點作出圖像如圖所示．由圖像可知，隨電流I增大，電壓U增大，且電壓與電流的比值增大，即燈泡電阻變大．注意：RL隨U減小而減小會促進U與RP的遞減值(因此不影響U－RP遞減關(guān)系)；RP越小時，U－x圖線越靠近線性關(guān)系，電壓變化就越均勻，這就是滑動變阻器分壓接法時，應(yīng)該選用總阻值小的，而更好調(diào)節(jié)．例2

(2019年資陽模擬)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，現(xiàn)除了有一個標(biāo)有“5V,2.5W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：A．直流電源(電動勢約為5V，內(nèi)阻可不計)B．直流電流表(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)C．直流電流表(量程0～600mA，內(nèi)阻約為5Ω)D．直流電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)E．直流電壓表(量程0～5V，內(nèi)阻約為10kΩ)F．滑動變阻器(最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為2A)G．滑動變阻器(最大阻值1kΩ，允許通過的最大電流為0.5A)要點2圖像描繪(數(shù)據(jù)處理)及分析實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù)．(1)實驗中電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________(均用序號字母表示)．(2)請按要求將圖甲中所示的器材連成實驗電路．(3)某同學(xué)通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示．現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到如圖丙所示的電路中，其中電源電動勢E＝4V，內(nèi)阻r＝1Ω，定值電阻R＝9Ω，此時燈泡的實際功率為______W．(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)【答案】(1)C

E

F

(2)見解析(3)0.34(2)本實驗要求多測幾組數(shù)據(jù)，故采用分壓接法．因電流表內(nèi)阻與燈泡內(nèi)阻接近，故電流表選用外接法．實物圖如圖甲所示．(3)將定值電阻等效電源內(nèi)阻，作出等效電源的伏安特性曲線如圖乙所示．其與燈泡的伏安特性曲線的交點為燈泡的工作點．由圖可知，此時燈泡的電壓為1.0V，電流為0.34A，故燈泡的功率P＝UI＝1×0.34W＝0.34W.練2在探究小燈泡的伏安特性曲線時，所用小燈泡上標(biāo)有“2.5V,0.6W”字樣，實驗室提供的器材有：A．電流表A1(內(nèi)阻約為5Ω、量程為0～25mA)B．電流表A2(內(nèi)阻約為5Ω、量程為0～300mA)C．電壓表V1(內(nèi)阻約為5kΩ、量程為0～3V)D．電壓表V2(內(nèi)阻約為15kΩ、量程為0～15V)E．滑動變阻器R1(最大阻值為0～10Ω、額定電流為0.6A)F．滑動變阻器R2(最大阻值為0～1000Ω、額定電流為0.2A)G．穩(wěn)壓電源E(電動勢9.0V、內(nèi)阻可忽略)H．開關(guān)一個、定值電阻若干、導(dǎo)線若干由以上信息回答下列問題：(1)實驗前設(shè)計的電路圖如圖甲所示，為了減小實驗誤差，該實驗所用的電流表、電壓表、滑動變阻器分別為________(選填器材前的字母)．為保護滑動變阻器和燈泡，應(yīng)在電路中串聯(lián)的定值電阻R0合適的電阻值應(yīng)為________(填“1Ω”“10Ω”“30Ω”或“100Ω”)．(2)請確定測量電路中電壓表右側(cè)導(dǎo)線的正確位置后，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物完整連接起來．(3)連接好電路后，通過改變滑動變阻器的滑片位置，并通過計算機描繪了該小燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示．若將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后直接接在電動勢E＝3V、內(nèi)電阻r＝5Ω的電源上，每個小燈泡所消耗的實際功率為______W．(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)【答案】(1