《2020版高考物理人教版（山东专用）一轮复习课件：第八章 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理人教版（山东专用）一轮复习课件：第八章 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 .pdf（40页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验基础实验基础 命题研析命题研析 实验基础实验基础 落实基础落实基础提炼精髓提炼精髓 注意事项注意事项 1.1.电路的连接方式电路的连接方式 (1)(1)电流表应采用外接法电流表应采用外接法. . (2)(2)滑动变阻器应采用分压式接法滑动变阻器应采用分压式接法, ,目的是为了使小电珠两端的电压能从零开目的是为了使小电珠两端的电压能从零开 始连续变化始连续变化. . 2.2.闭合开关闭合开关S S前前, ,滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端, ,从而使从而使 开关闭合时
2、小电珠两端的电压能从零开始变化开关闭合时小电珠两端的电压能从零开始变化, ,同时同时, ,也为了防止开关刚闭合也为了防止开关刚闭合 时小电珠因两端电压过大而烧坏灯丝时小电珠因两端电压过大而烧坏灯丝. . 3.I-U3.I-U图像在图像在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右将发生明显弯曲左右将发生明显弯曲, ,故在故在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右绘点要密左右绘点要密, ,以防以防 出现很大误差出现很大误差. . 4.4.当小电珠电压接近额定电压值时当小电珠电压接近额定电压值时, ,要缓慢地增加到额定电压值要缓慢地增加到额定电压值, ,记录记录I I后马上后马上 断开开关断开开关.
3、 . 5.5.误差较大的点要舍去误差较大的点要舍去,I-U,I-U图像应是平滑曲线图像应是平滑曲线. . 误差分析误差分析 1.1.电表内阻对电路的影响会带来误差电表内阻对电路的影响会带来误差. . 2.2.电流表、电压表的读数带来误差电流表、电压表的读数带来误差. . 3.3.在坐标纸上描点、作图带来误差在坐标纸上描点、作图带来误差. . 命题研析命题研析 突破常规突破常规注重创新注重创新 命题点一 常规实验命题点一 常规实验 【典例典例1 1】 LED LED二极管的应用是非常广泛的二极管的应用是非常广泛的, ,某同学想要描绘某发光二极管的伏某同学想要描绘某发光二极管的伏 安特性曲线安特性
4、曲线, ,实验测得它两端的电压实验测得它两端的电压U U和通过它的电流和通过它的电流I I的数据如下表所示的数据如下表所示: : U/VU/V0.00.00.400.400.800.801.201.201.601.602.002.002.402.402.802.80 I/mAI/mA0.00.00.90.92.32.34.34.36.86.812.012.019.019.030.030.0 实验室提供了以下器材实验室提供了以下器材: : A.A.电压表电压表( (量程量程0 03 V,3 V,内阻约内阻约20 k)20 k) B.B.电压表电压表( (量程量程0 015 V,15 V,内阻约内
5、阻约100 k)100 k) C.C.电流表电流表( (量程量程0 050 mA,50 mA,内阻约内阻约40 )40 ) D.D.电流表电流表( (量程量程0 00.6 A,0.6 A,内阻约内阻约2 )2 ) E.E.滑动变阻器滑动变阻器( (阻值范围阻值范围0 020 ,20 ,允许最大电流允许最大电流2 A)2 A) F.F.电源电源( (电动势电动势6 V,6 V,内阻不计内阻不计) ) G.G.开关开关, ,导线导线 (1)(1)该同学做实验时该同学做实验时, ,电压表选用的是电压表选用的是 , ,电流表选用的电流表选用的 是是 ( (填选项字母填选项字母).). 解析解析: :(
6、1)(1)根据实验数据表可知电压最大为根据实验数据表可知电压最大为2.8 V,2.8 V,最大电流为最大电流为30 mA,30 mA,所以所以 电压表应选择电压表应选择A,A,电流表应选择电流表应选择C.C. 答案答案: :(1)A(1)A C C (2)(2)图图( (甲甲) )中的实物连线已经连了部分电路中的实物连线已经连了部分电路, ,请按实验要求将实物图中的连线请按实验要求将实物图中的连线 补充完整补充完整. . 答案答案: :(2)(2)图见解析图见解析 (3)(3)根据表中数据根据表中数据, ,请在图请在图( (乙乙) )中的坐标纸中画出该二极管的中的坐标纸中画出该二极管的I I-
7、 -U U图线图线. . 答案答案: :(3)(3)图见解析图见解析 解析解析: :(3)(3)画出的画出的I I- -U U图像如图所示图像如图所示. . (4)(4)若此发光二极管的最佳工作电流为若此发光二极管的最佳工作电流为15 mA,15 mA,现将此发光二极管与电动势为现将此发光二极管与电动势为 3 V3 V、内阻不计的电池组相连、内阻不计的电池组相连, ,还需串联一个阻值还需串联一个阻值R=R= 的电的电 阻阻, ,才能使它工作在最佳状态才能使它工作在最佳状态( (结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字).). 答案答案: :(4)53(4)53 反思总结反思总结 处理图像及实物
8、图连线的技巧处理图像及实物图连线的技巧 (2)(2)实物图连线的技巧实物图连线的技巧 总的原则总的原则: :先串后并先串后并, ,接线到柱接线到柱, ,注意量程和正负注意量程和正负. . 对限流电路对限流电路, ,只需用笔画线当做导线只需用笔画线当做导线, ,从电源正极开始从电源正极开始, ,把电源、开关、把电源、开关、 滑动变阻器、滑动变阻器、“伏安法伏安法”部分依次串联起来即可部分依次串联起来即可( (注意电表的正负接线柱注意电表的正负接线柱 和量程和量程, ,滑动变阻器应调到阻值最大处滑动变阻器应调到阻值最大处).). 对分压电路对分压电路, ,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝
9、应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝( (三部分三部分) ) 用导线连接起来用导线连接起来, ,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头, ,比较比较 该接头和滑动头的电势高低该接头和滑动头的电势高低, ,根据根据“伏安法伏安法”部分电表正负接线柱的情况部分电表正负接线柱的情况, , 将将“伏安法伏安法”部分接入该两点间部分接入该两点间.(.(注意滑动变阻器应调到使注意滑动变阻器应调到使“伏安法伏安法” 部分所接的两点间阻值最小处部分所接的两点间阻值最小处) ) 题组训练题组训练 1.1.某同学想通过以下实验测量一小灯泡的额定功率某同学想通过以
10、下实验测量一小灯泡的额定功率, ,他所用器材如下他所用器材如下: : A.A.待测小灯泡一个待测小灯泡一个: :额定电压为额定电压为2.5 V,2.5 V,电阻约为几欧电阻约为几欧 B.B.电压表一个电压表一个: :量程为量程为3 V,3 V,内阻约为内阻约为3 k3 k C.C.电流表一个电流表一个: :量程为量程为0.6 A,0.6 A,内阻约为内阻约为0.1 0.1 D.D.滑动变阻器一个滑动变阻器一个, ,干电池两节干电池两节, ,开关开关个个, ,导线若干导线若干 (1)(1)请在请在( (甲甲) )图中补全测量小灯泡额定功率的电路图图中补全测量小灯泡额定功率的电路图. . 解析解析
11、: :(1)(1)灯泡的电阻约为几欧灯泡的电阻约为几欧, ,远小于电压表的内阻远小于电压表的内阻, ,属于小电阻属于小电阻, ,电流表采电流表采 用外接法用外接法, ,电路图如图所示电路图如图所示. . 答案答案: :(1)(1)电路图见解析电路图见解析 (2)(2)图图( (甲甲) )中开关中开关S S闭合前闭合前, ,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的滑片应置于 ( (选填选填“A A 端端”“”“B B端端”或或“A,BA,B正中间正中间”).). (3)(3)该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线, ,如图如图( (乙乙) )所示所示, ,则小
12、灯泡则小灯泡 的额定功率为的额定功率为 W(W(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字).). 解析解析: :(2)(2)图图( (甲甲) )中开关中开关S S闭合之前闭合之前, ,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的滑片应置于B B端端, ,使得闭合使得闭合 开关后开关后, ,测量电路部分处于短路状态测量电路部分处于短路状态, ,电压表、电流表示数为电压表、电流表示数为0,0,起保护作用起保护作用. . (3)(3)当当U=2.5 VU=2.5 V时时, ,电流电流I=0.44 A,I=0.44 A,所以额定功率为所以额定功率为P=UI=2.5P=UI=2.50.44 W=1.1 W.0.4
13、4 W=1.1 W. 答案答案: :(2)B(2)B端端 (3)1.1(3)1.1 (4)(4)由于实验中使用的电流表与电压表不是理想的电表由于实验中使用的电流表与电压表不是理想的电表, ,该同学测出小灯泡的功该同学测出小灯泡的功 率率 ( (选填选填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”) )小灯泡的实际消耗功率小灯泡的实际消耗功率, ,引引 起误差的原因是起误差的原因是 . . 解析解析: :(4)(4)由于实验中使用的电流表与电压表不是理想的电表由于实验中使用的电流表与电压表不是理想的电表, ,则两表自身则两表自身 也要消耗功率也要消耗功率, ,所以该同学测出小灯泡的功率大于灯泡的
14、实际消耗功率所以该同学测出小灯泡的功率大于灯泡的实际消耗功率; ; 由于电流表采用外接法由于电流表采用外接法, ,电压表有分流作用电压表有分流作用, ,使电流表测得电流大于灯泡使电流表测得电流大于灯泡 实际流过的电流实际流过的电流. . 答案答案: :(4)(4)大于 电压表分流大于 电压表分流, ,电流表测得的电流大于灯泡实际流过的电流电流表测得的电流大于灯泡实际流过的电流 2.2.(2015(2015浙江卷浙江卷,22),22)图图( (甲甲) )是小红同学在做是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线” 实验的实物连接图实验的实物连接图. . (1)(1)根据图根据
15、图( (甲甲) )画出实验电路图画出实验电路图; ; 解析解析: :(1)(1)如图所示如图所示. . 答案答案: :(1)(1)图见解析图见解析 (2)(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图( (乙乙) )中的中的 , , , ,所示所示, ,电流表量程为电流表量程为0.6 A,0.6 A,电压表量程为电压表量程为3 V.3 V.所示读数为所示读数为: : . . 、 、 、 . .两组数据得到的电阻分两组数据得到的电阻分 别为别为 和和 . . 答案答案: :(2)(2)0.10 A0.10 A 0.24 A0.24 A 2.
16、00 V2.00 V 0.27 V 2.7(0.27 V 2.7(0.1)0.1) 8.3(8.3(0.1)0.1)如填为如填为8.3(8.3(0.1)0.1) 2.7(2.7(0.1)0.1)也行也行 命题点二 创新实验命题点二 创新实验 答案答案: :(1)(1)见解析见解析 (2)(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)(a)所示所示. . 由实验曲线可知由实验曲线可知, ,随着电流的增加小灯泡的电阻随着电流的增加小灯泡的电阻 ( (选填选填“增大增大” ” “不变不变”或或“减小减小”),),灯丝的电阻率灯丝的电阻率 ( (选填选填“增大增大”“”“
17、不变不变”或或 “减小减小”). ). 答案答案: :(2)(2)增大 增大 增大 增大 (3)(3)用另一电源用另一电源E E0 0( (电动势电动势4 V,4 V,内阻内阻1.00 )1.00 )和题给器材连接成图和题给器材连接成图(b)(b)所示的电路图所示的电路图, ,调节调节 滑动变阻器滑动变阻器R R的阻值的阻值, ,可以改变小灯泡的实际功率可以改变小灯泡的实际功率. .闭合开关闭合开关S,S,在在R R的变化范围内的变化范围内, ,小灯泡小灯泡 的最小功率为的最小功率为 W,W,最大功率为最大功率为 W.(W.(结果均保留结果均保留2 2位小数位小数) ) 解析解析: :(3)(
18、3)当当R=9.0 R=9.0 时时, ,小灯泡的实际功率最小小灯泡的实际功率最小, ,由闭合电路欧姆定律有由闭合电路欧姆定律有E E0 0= = I(R+r)+U,I(R+r)+U,即即4=10I+U,4=10I+U,在图中作出该直线如图在图中作出该直线如图( (甲甲) )所示所示, ,交点坐标约为交点坐标约为I=223 mA, I=223 mA, U=1.77 VU=1.77 V时最小功率时最小功率P Pmin min=UI=0.39 W; =UI=0.39 W;当当R=0R=0时时, ,小灯泡的实际功率最大小灯泡的实际功率最大, ,有有E=Ir+U,E=Ir+U, 即即4=I+U,4=I
19、+U,在图中作出该直线如图在图中作出该直线如图( (乙乙) )所示所示, ,交点坐标约为交点坐标约为I=318 mA,U=3.69 V,I=318 mA,U=3.69 V,小小 灯泡的最大功率灯泡的最大功率P Pmax max=UI=1.17 W. =UI=1.17 W. 答案答案: :(3)0.39(3)0.39 1.171.17 【创新创新/ /改进点分析改进点分析】 1.1.实验方案的改进实验方案的改进: :电压表与定值电阻串联扩大量程电压表与定值电阻串联扩大量程. . 2.2.数据处理的创新数据处理的创新: :在灯泡伏安特性曲线上画出表示电源或等效电源的伏安在灯泡伏安特性曲线上画出表示
20、电源或等效电源的伏安 特性曲线特性曲线, ,两图线的交点即为工作点两图线的交点即为工作点. . 题组训练题组训练 1.1.热敏电阻包括正温度系数电阻器热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)(PTC)和负温度系数电阻器和负温度系数电阻器(NTC),(NTC),正温度系正温度系 数电阻器数电阻器(PTC)(PTC)在温度升高时电阻值增大在温度升高时电阻值增大, ,负温度系数电阻器负温度系数电阻器(NTC)(NTC)与之相反与之相反. . 某实验小组欲探究通过热敏电阻某实验小组欲探究通过热敏电阻R R1 1( (常温下阻值约为常温下阻值约为10 )10 )的电流随其两端电的电流随其两端电 压变化的特
21、点压变化的特点, ,现提供下列器材现提供下列器材: : A.A.电流表电流表A A1 1( (量程量程100 mA,100 mA,内阻约内阻约1 )1 ) B.B.电流表电流表A A2 2( (量程量程0.6 A,0.6 A,内阻约内阻约0.3 )0.3 ) C.C.电压表电压表V V1 1( (量程量程3.0 V,3.0 V,内阻约内阻约3 k)3 k) D.D.电压表电压表V V2 2( (量程量程15.0 V,15.0 V,内阻约内阻约10 k)10 k) E.E.滑动变阻器滑动变阻器R(R(最大阻值为最大阻值为10 )10 ) F.F.电源电源E(E(电动势电动势15 V,15 V,内
22、阻忽略内阻忽略) ) G.G.开关、导线若干开关、导线若干 (1)(1)该小组测出热敏电阻该小组测出热敏电阻R R1 1的的U U- -I I图线如图图线如图( (甲甲) )中曲线中曲线所示所示, ,该热敏电阻是该热敏电阻是 ( (选填选填“PTCPTC”或或“NTCNTC”) )热敏电阻热敏电阻. . 解析解析: :(1)(1)如题图如题图( (甲甲) )曲线曲线可知可知, ,随电压增大随电压增大, ,电流增大电流增大, ,电压与电流比值电压与电流比值 增大增大, ,电阻阻值增大电阻阻值增大, ,即随温度升高即随温度升高, ,电阻阻值增大电阻阻值增大, ,该电阻是正温度系数该电阻是正温度系数
23、 (PTC)(PTC)热敏电阻热敏电阻. . 答案答案: :(1)PTC(1)PTC (2)(2)请在所提供的器材中选择必需的器材请在所提供的器材中选择必需的器材, ,电流表应选电流表应选 , ,电压表电压表 应选应选 ( (填写器材前面的字母填写器材前面的字母););并在虚线框中画出该小组设计的并在虚线框中画出该小组设计的 电路图电路图. . 解析解析: :(2)(2)根据根据U U- -I I图线可知电压表应选图线可知电压表应选D,D,电流表应选电流表应选B;B;由于热敏电阻的阻由于热敏电阻的阻 值远小于电压表内阻值远小于电压表内阻, ,所以电流表应用外接法所以电流表应用外接法, ,又变阻
24、器采用分压式接法又变阻器采用分压式接法, , 电路图如图所示电路图如图所示. . 答案答案: :(2)B(2)B D D 图见解析 图见解析 (3)(3)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R R2 2的的U U- -I I图线如曲线图线如曲线所示所示. .然后然后 将热敏电阻将热敏电阻R R1 1,R,R2 2分别与某电池组连成如图分别与某电池组连成如图( (乙乙) )所示电路所示电路. .测得通过测得通过R R1 1和和R R2 2的的 电流分别为电流分别为0.30 A0.30 A和和0.60 A,0.60 A,则该电池组的电动势为则该电池组的电动势为 V.
25、(V.(结果保结果保 留三位有效数字留三位有效数字) ) 解析解析: :(3)(3)在闭合电路中在闭合电路中, ,电源电动势电源电动势E=U+Ir,E=U+Ir,由图由图( (甲甲) )曲线曲线,可知可知, ,电流电流 为为0.30 A0.30 A时时, ,电阻电阻R R1 1两端电压为两端电压为8.0 V,8.0 V,电流为电流为0.60 A0.60 A时时, ,电阻电阻R R2 2两端电压为两端电压为 6.0 V,6.0 V,将这两组数据代入上式将这两组数据代入上式, ,解得解得E=10.0 V.E=10.0 V. 答案答案: :(3)10.0(3)10.0 2.2.(2018(2018甘
26、肃天水检测甘肃天水检测) )某同学用如图某同学用如图( (甲甲) )所示的电路所示的电路, ,描绘标有描绘标有“3.8 V3.8 V 0.3 A 0.3 A ”的小灯泡灯丝电阻的小灯泡灯丝电阻R R随电压随电压U U变化的图像变化的图像. .除了导线和开关外除了导线和开关外, ,有以下有以下 一些器材可供选择一些器材可供选择: : 电流表电流表:A:A1 1( (量程量程100 mA,100 mA,内阻约内阻约2 )2 ) A A2 2( (量程量程0.6 A,0.6 A,内阻约内阻约0.3 )0.3 ) 电压表电压表:V:V1 1( (量程量程5 V,5 V,内阻约内阻约5 k )5 k )
27、 V V2 2( (量程量程15 V,15 V,内阻约内阻约15 )15 ) 滑动变阻器滑动变阻器:R:R1 1( (最大阻值约为最大阻值约为100 )100 ) R R2 2( (最大阻值约为最大阻值约为10 )10 ) 电源电源E(E(电动势为电动势为4 V,4 V,内阻约为内阻约为0.04 ),0.04 ),开关开关S,S,导线若干导线若干. . (1)(1)为了调节方便为了调节方便, ,测量准确测量准确, , 实验中应选用电流表实验中应选用电流表 , ,电电 压表压表 , ,滑动变阻器滑动变阻器 ( (选填器材前的字母代号选填器材前的字母代号).). 解析解析: :(1)(1)因小灯泡
28、额定电流为因小灯泡额定电流为0.3 A,0.3 A,额定电压为额定电压为3.8 V,3.8 V,故电流表应选故电流表应选A A2 2, ,电电 压表应选压表应选V V1 1, ,又因描绘伏安特性曲线要求电压与电流调节范围大又因描绘伏安特性曲线要求电压与电流调节范围大, ,故变阻器故变阻器 需用分压式接法需用分压式接法, ,应选阻值小的变阻器应选阻值小的变阻器, ,故变阻器应选故变阻器应选R R2 2. . 答案答案: :(1)A(1)A2 2 V V1 1 R R2 2 (2)(2)根据实验数据根据实验数据, ,计算并描绘出计算并描绘出R R- -U U的图像如图的图像如图( (乙乙) )所示所示. .由图像可知由图像可知, ,此灯此灯 泡在所加电压为泡在所加电压为3.00 V3.00 V时时, ,灯丝电阻为灯丝电阻为 ,灯泡实际消耗的电功率灯泡实际消耗的电功率 为为 W.W. 答案答案: :(2)11.5(2)11.5 0.780.78 (3)(3)根据根据R R- -U U图像图像, ,可确定小灯泡的电功率可确定小灯泡的电功率P P与外加电压与外加电压U U的示意图的示意图, ,最接近最接近( (丙丙) ) 中的中的 . . 答案答案: :(3)A(3)A