2019年高考物理总复习第八章恒定电流实验九描绘小电珠的伏安特性曲线课件教科版
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高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 实验9 描绘小灯泡的伏安特性曲线课件
W。
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第十七页,共四十七页。
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考点一
考点(kǎo
diǎn)一
考点(kǎo
diǎn)二
-18-
考点(kǎo
diǎn)三
解析: (1)测绘小灯泡的伏安特性曲线,要求能较大范围测量数据,所以控
制电路部分应用分压式接法,滑动变阻器应用最大阻值小额定电流大的
A。
2
(2)灯泡的电阻 R= =15 Ω,额定电流 I= =0.2 A,由 R=15
滑片,调节电阻箱的示数,使两个电压表示数相同,则电阻箱的读数即为小
灯泡的电阻值,记下电阻和电压;多次移动滑动变阻器滑片,采用相同方
法,记下相应电阻箱示数和电压表的读数。在坐标纸上画出R-U图线,并分
析R随U变化的规律。
在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,由于电表(diàn biǎo)内阻的影响,
会产生系统误差使得小灯泡的电阻测量不准确。上述实验方法可以消
Ω< A V = 15 000 Ω,依据公式法“大内小外”的原则,可知电流
表应采用外接法,故选 B。
(3)电路中的短路电流I短=
=0.3 A,在灯泡的I-U图上作出电源的I-U图
线,交点即为这个电源给这个灯泡供电时的电流和电压,此时P灯=IU=0.1×1
W=0.1 W。
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考点一
考点(kǎo
考点(kǎo
考点(kǎo
diǎn)一
diǎn)二
diǎn)三
(4)开关闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于
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考点一
考点(kǎo
diǎn)一
考点(kǎo
diǎn)二
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考点(kǎo
diǎn)三
解析: (1)测绘小灯泡的伏安特性曲线,要求能较大范围测量数据,所以控
制电路部分应用分压式接法,滑动变阻器应用最大阻值小额定电流大的
A。
2
(2)灯泡的电阻 R= =15 Ω,额定电流 I= =0.2 A,由 R=15
滑片,调节电阻箱的示数,使两个电压表示数相同,则电阻箱的读数即为小
灯泡的电阻值,记下电阻和电压;多次移动滑动变阻器滑片,采用相同方
法,记下相应电阻箱示数和电压表的读数。在坐标纸上画出R-U图线,并分
析R随U变化的规律。
在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,由于电表(diàn biǎo)内阻的影响,
会产生系统误差使得小灯泡的电阻测量不准确。上述实验方法可以消
Ω< A V = 15 000 Ω,依据公式法“大内小外”的原则,可知电流
表应采用外接法,故选 B。
(3)电路中的短路电流I短=
=0.3 A,在灯泡的I-U图上作出电源的I-U图
线,交点即为这个电源给这个灯泡供电时的电流和电压,此时P灯=IU=0.1×1
W=0.1 W。
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考点一
考点(kǎo
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(4)开关闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于
高考物理总复习 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线课件
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由上表可以看出:滑动变阻器的分压式接法中,电压和 电流的调节范围很大,限流式接法较节能.
2.两种接法的选择
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3.两种接法的适用条件 限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电 阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小). 分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器 的总电阻要大). 如果Rx很小,限流式接法中滑动变阻器分得电压较大, 调节范围也比较大.Rx很大时,分压式接法中Rx几乎不影响 电压的分配,滑片移动时,电压变化接近线性关系,便于调 节.
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三、实验器材 小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(0~3 V~15 V)与电流表(0~0.6 A~3 A)各一个、滑动变阻器(最大 阻值20 Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、 导线若干、坐标纸、铅笔. 四、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1.两种接法比较
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③若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式 电路.
④两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接 法,因为限流式接法电路简单、耗能低.
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五、实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑 动变阻器采用分压式接法,按右图中的原理图连接好实验电 路. (2)把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端,接线经检查 无误后,闭合开关S. (3)移动滑动变阻器滑片位置,测出12组左右不同的电压 值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S.
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(2)闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分 得电压为零的一端,使开关闭合时小电珠的电压从零开始变 化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大 而烧坏灯丝.
2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流实验九描绘小电珠的伏安特性曲线课件新人教版
实验时闭合 S1,先将开关 S2 与 1 端闭合,调节金属电阻的 温度,分别记下温度 t1,t2…和电流表的相应示数 I1,I2,…. 然后将开关 S2 与 2 端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再 次为 I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数 R1,R2,….
(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用________. A.量程 0~100 mA,内阻约 2 Ω B.量程 0~0.6 A,内阻可忽略 (2)实验过程中, 要将电阻箱的阻值由 9.9 Ω 调节至 10.0 Ω, 需旋转图中电阻箱的旋钮 “a”“b”“c” ,正确的操作顺序是 ________. ①将旋钮 a 由“0”旋转至“1” ②将旋钮 b 由“9”旋转至“0” ③将旋钮 c 由“9”旋转至“0”
因此选用 A. (2)要将电阻箱的电阻值由 9.9 Ω 调为 10.0 Ω,应先将 a 旋 钮由“0”旋转至“1”,再将 c 由“9”旋转至“0”,再将 b 由“9” 旋转至“0”,因此顺序为①③②(或①②③). (3)由作出的图线可知,电阻 R 与时间 t 的关系为 12-8.8 R=8.8+ t(Ω)=8.8+0.04t(Ω). 80
(3)电路图如图所示.
[答案]
(1)描绘电珠的 I-U 图线所测数据需从零开始,并 (2)A D E (3)见解析图
要多取几组数据
1.(2018· 广西柳州高级中学模拟)在描绘小灯 泡的伏安特性曲线的实验中, 已知待测小灯泡的额定电压为 6 V,额定功率约为 3 W,提供的器材有: 电流表 A:量程为 0.6 A,内阻约为 0.5 Ω; 电压表 V:量程为 3 V,内阻为 3 kΩ; 滑动变阻器 R1(0~10 Ω,2 A) 滑动变阻器 R2(0~500 Ω,1 A)
(1)要实现在 0~3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进
物理高考总复习第一轮复习课件:第八章实验九描绘小电珠的伏安特性曲线
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•不习惯读书进修的人,常会自满于现状,觉得再没有什么事情需要学习,于是他们不进则退。经验丰富的人读书用两只眼睛,一只眼睛看到纸面上的话,另 一眼睛看到纸的背面。2022年4月10日星期日2022/4/102022/4/102022/4/10 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。2022年4月2022/4/102022/4/102022/4/104/10/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献,并挑选出有意义的部分。2022/4/102022/4/10April 10, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
四、注意事项 1.本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电路必 须采用电流表外接法. 2.滑动变阻器应采用分压式接法,目的是使小电珠两端的电 压能从零开始连续变化. 3.闭合开关 S 前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得 电压为零的一端. 4.加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压.
对电路设计和实验原理的考查 (2016·高考全国卷甲)某同学利用 图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表 V 的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的 器材有:电阻箱 R(最大阻值 99 999.9 Ω),滑动变阻器 R1(最 大阻值 50 Ω),滑动变阻器 R2(最大阻值 5 kΩ),直流电源 E(电 动势 3 V),开关 1 个,导线若干. 实验步骤如下:
(2017·石家庄模拟)为了探 究某电阻 Rt 在不同温度下的阻值, 某同学设计了如图甲所示的电路, 其中 A 为内阻不计、量程为 3 mA 的电流表,E1 为电动势为 1.5 V、内阻约为 1 Ω 的电源,R1 为滑动变阻器,R2 为电阻箱,S 为单刀双掷开关. (1)实验室中提供的滑动变阻器有两个:RA(0~150 Ω),RB(0~ 500 Ω),本实验中滑动变阻器 R1 应选用___R__B___(选填“RA” 或“RB”).
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• (1)实验中所用的电流表应选__C____(填“C”或“D”), 选______ (填“E”或“F”)。
• (2)请用笔画线代替导线将图甲实物图连接成符合这个 路。
• (3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数 风扇才开始转动,小电风扇的伏安特性曲线如图乙所 的电阻为_____Ω,正常1工.5 作时的机械功率为_______W
第八章 恒定电流
实验九 描绘小电珠的伏安特性
1
基础知识
2
核心考点
3
2年高考
基础知识梳理
• 一、实验目的 • 1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方法。 • 2.掌握伏安特性曲线的描绘方法。 • 3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线。
• 二、实验原理
• 根据欧姆定律,在纯电阻电路中,当电阻的阻值恒定 的电压和通过电阻的电流成线性关系,U-I图象是一 电阻的阻值是变化的,U-I图象不再是一条直线。本 测出小灯泡两端电压及电流,描绘出小灯泡的U-I图 如图所示。对一只灯泡来说,不正常发光和正常发光 值可以相差几倍到几十倍,所以,它的伏安特性曲线
• 根据给出的数据,描点可得该电学元件的伏安特性曲 所示。在图乙中作出电池(1.5V,2.0Ω)的伏安特性曲线, -U曲线交于(0.35A,0.8V)的点,即此时小灯泡的实际 0.28W。
• 答案:(2)见解析 (3)见解析
〔类题演练 1 〕
(2017·湖北模拟)要测绘一个标有“6V 2.5W”小灯泡的伏 求多次测量尽可能减小实验误差,备有下列器材: 导学号 2199
• (2)请在坐标系上用描点法画出该型号发光二极管的伏
• (3)若该型号发光二极管的最佳工作电压为2.5V,现用 源供电,则需要在电路中串联一个电阻R才能使其处于 态,请根据所画出的该型号二极管的伏安特性曲线进 的电阻R的阻值为_______Ω。(结果保留三位有效数字
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(4)I-U图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在 U=1.0 V左右绘点要密,以防出现较大误差。 (5)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 1 以上。
3
(6) 从便于操作的角度来考虑,限流式接法要选用与
待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要选用较小
阻值的滑动变阻器。
热点一 教材原型实验 【典例1】(2019·襄阳模拟)物理兴趣小组的同学们从 实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75 W, 额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值, 于是先用欧姆表直接测出该小灯泡的电阻约为2 Ω , 然后根据公式计算出该小灯泡的额定电压U= PR =
0~U
比较内容 两种接法
通过负载的电流 调节范围
限流接法
U ~U R0 R R
分压接法
0~ U R
接线情况
用到滑动变阻器 用到滑动变阻器
一上一下两个接 两下一上三个接
线柱
线柱
(2)方法选择。 通常滑动变阻器以限流式为主,但遇到下述三种情况 时必须采用分压式。 ①当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻,且实验 要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时, 必须选用分压接法。
(1)由于所给实验器材缺少电压表,某同学直接把电流 表G作为电压表使用测出小灯泡两端电压,再用电流表 A测出通过小灯泡的电流,从而画出小灯泡的伏安特性 曲线,你认为该方案实际上是否可行?说明理由。 ________________________________________。
(2)为完成本实验,滑动变阻器应选_______(填器材前 的序号)。 (3)请在下列方框内画出设计合适的电路图。 (4)根据设计的电路图连接实物图。
【数据处理】 1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,建立坐标系。 2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和 横轴的标度要适中,以使所描图线充分占据整个坐标 纸为宜)。 3.将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠 的伏安特性曲线。
2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流实验九描绘小电
(3)如图甲是此实验的器材实物图,图中已连接了部分导线。 请根据在上问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线。
(4)开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于左___端_。 (选填“左端”“右端”或“正中间”)
4.考查实物连线和实验操作 (1)根据第(2)题选择的电路图,先连接干路元件,再连接支路元 件,注意“+”“-”接线柱顺序。 (2)为了保护小灯泡不被烧坏,应使得小灯泡两端的电压为零,所 以滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(1)为了减小测量误差,图甲中的S1应接________(填“M”或 “N”),滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示)。
(2)根据你选择的电路,用笔画线代替导线在图乙中将实物 连接成实验所需电路图。
(3)开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应该置于________端 (选填“A”“B”或“AB正中间”)。闭合开关后,移动滑动变阻器 的滑片,电压表示数变化明显,但电流表示数始终为0,则电路 故障为______________。
学习小组认为要想准确地描绘出小灯泡L完整的伏安特性曲 线,需要重新改装电流表并设计电路。 (1)电流表应该选________,标准电阻应该选________。 (2)在虚线框中画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。
解析:绘制小灯泡的伏安特性曲线,需要测量小灯泡的电压和 电流,电压表量程3 V可以满足实验要求,电流表量程过小,需 要并联小电阻以扩大量程。根据并联分流规律可知,电流表G1 与标准电阻R2并联,可将量程扩大到0.6 A,满足实验需要。由 于电流表和电压表内阻均已知,采用电流表内接或外接均可。 答案:(1)G1 R2 (2)如图所示
(1)实验中电流表应选用___B___,滑动变阻器应选用___F___。(均填写
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片应位于图中的a端。加在小电珠两端的电压不要超过其额 定电压。
误差分析 1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影
响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得 的电流值大于真实值。 2.测量时读数带来误差。 3.在坐标纸上描点、作图带来误差。
热点一 教材原型实验
【例1】 有一个小电珠上标有“4 V 2 W”的字样,现在要用 伏安法描绘这个电珠的I-U图线。有下列器材供选用: A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ) B.电压表(0~10 V,内阻20 kΩ) C.电流表(0~0.3 A,内阻1 Ω) D.电流表(0~0.6 A,内阻0.4 Ω) E.滑动变阻器(5 Ω,1 A) F.滑动变阻器(500 Ω,0.2 A) (1)实验中电压表应选用______,电流表应选用______。(用序 号字母表示)
热点二 实验拓展创新 以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,
不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性等特点。 1.以实验原理及实验方法为基础,探究小灯泡功率与电压的
关系。
2.实验对象的变迁
3.数据处理方式的改进 采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。
【例2】 如图3甲所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U -I关系曲线图。
图4 (3)在电路乙中,小灯泡消耗的电功率为________W。 (4)若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡, 其他条件不变,则此时电源内部的发热功率为________W。
解析 由于要画出U-I关系的完整曲线,必须用分压接法画出实 验电路图。分别在小灯泡灯丝电阻的U-I关系曲线图上画出电源 的伏安特性曲线,与小灯泡灯丝电阻的U-I关系的曲线交点即为 工作点。显然接入图4甲电路时,灯泡中电流较大,小灯泡较亮些。 在电路乙中,小灯泡消耗的电功率为P=UI=1×0.15 W=0.15 W。 若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡,其他条件 不变,可等效为电动势为2.25 V、内阻为2.25 Ω的电池连接一个灯 泡,在小灯泡灯丝电阻的U-I关系曲线图上画出电源(电动势2.25 V,内阻2.25 Ω)的伏安特性曲线,与小灯泡灯丝电阻的U-I关系 曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I=0.26 A,此时电源内 部的发热功率为P=I2r=0.262×4.5 W≈0.30 W。
误差分析 1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影
响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得 的电流值大于真实值。 2.测量时读数带来误差。 3.在坐标纸上描点、作图带来误差。
热点一 教材原型实验
【例1】 有一个小电珠上标有“4 V 2 W”的字样,现在要用 伏安法描绘这个电珠的I-U图线。有下列器材供选用: A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ) B.电压表(0~10 V,内阻20 kΩ) C.电流表(0~0.3 A,内阻1 Ω) D.电流表(0~0.6 A,内阻0.4 Ω) E.滑动变阻器(5 Ω,1 A) F.滑动变阻器(500 Ω,0.2 A) (1)实验中电压表应选用______,电流表应选用______。(用序 号字母表示)
热点二 实验拓展创新 以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,
不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性等特点。 1.以实验原理及实验方法为基础,探究小灯泡功率与电压的
关系。
2.实验对象的变迁
3.数据处理方式的改进 采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。
【例2】 如图3甲所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U -I关系曲线图。
图4 (3)在电路乙中,小灯泡消耗的电功率为________W。 (4)若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡, 其他条件不变,则此时电源内部的发热功率为________W。
解析 由于要画出U-I关系的完整曲线,必须用分压接法画出实 验电路图。分别在小灯泡灯丝电阻的U-I关系曲线图上画出电源 的伏安特性曲线,与小灯泡灯丝电阻的U-I关系的曲线交点即为 工作点。显然接入图4甲电路时,灯泡中电流较大,小灯泡较亮些。 在电路乙中,小灯泡消耗的电功率为P=UI=1×0.15 W=0.15 W。 若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡,其他条件 不变,可等效为电动势为2.25 V、内阻为2.25 Ω的电池连接一个灯 泡,在小灯泡灯丝电阻的U-I关系曲线图上画出电源(电动势2.25 V,内阻2.25 Ω)的伏安特性曲线,与小灯泡灯丝电阻的U-I关系 曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I=0.26 A,此时电源内 部的发热功率为P=I2r=0.262×4.5 W≈0.30 W。
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• 五、实验器材选取
• 1.原则:①安全;②精确;③操作方便。
• 2.具体要求
• (1)电源允许的最大电流不小于电路中的实际最 电池中电流一般不允许超过0.6A。
• (2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的
流。
小阻值
• (3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压或
值。
• (4)滑动变阻器,分压式接法要选用__________
第八章 恒定电流
实验九 描绘小电珠的伏安特性曲
1
基础知识
2பைடு நூலகம்
核心考点
3
2年高考
基础知识梳理
• 一、实验目的 • 1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方法。 • 2.掌握伏安特性曲线的描绘方法。 • 3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条
• 二、实验原理
• 根据欧姆定律,在纯电阻电路中,当电阻的阻 电阻两端的电压和通过电阻的电流成线性关系 是一条直线;如果电阻的阻值是变化的,U- 一条直线。本实验用伏安法测出小灯泡两端电 描绘出小灯泡的U-I图象。实验电路如图所示 泡来说,不正常发光和正常发光时灯丝的电阻 几倍到几十倍,所以,它的伏安特性曲线是一
• 6.当小灯泡电压快接近额定电压值时,要缓慢 额定电压值,记录I后马上断开开关。
• 7.误差较大的点要舍去,I-U图象应是平滑曲 线。
• 8.建立坐标系时,纵轴表示电流,横轴表示电 标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画
核心考点突破
•考点一•教材原型实验
•例 1 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大,某同学
• (3)请完成本实验的实物电路图(图1)的连线。
• (4)如图2所示为该种灯泡的U-I图象,现将两 泡L1、L2与一个阻值为5Ω的定值电阻R连成如 电源的电动势为E=6V,开关S闭合后,小0灯.2 泡 电阻R2的.5 电功率均为P,则P=__________W, =__________Ω。
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滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A) 分压式,选小阻值
滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)
定值电阻R3(阻值等于1 Ω)
定值电阻R4(阻值等于10 Ω)
定值201电9/7/阻19 R5(阻值等于1 kΩ)
分析
27
电源E(E=6 V,内阻不计) (1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.
(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 Ω的定值电阻,测量待 测电池的电动势E和内阻r,电路图如图(e)所示,闭合S1和S2,电压表读 数为3.00 V;断开S2,读数为1.00 V.利用图(d)可算得E=__3_.2__ V.r= __0_.5_0__Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表). 答案
解析 由表中实验数据可知,当元件两端的电压小于6 V时,电路电 流很小,几乎为零,由欧姆定律可知,元件电阻非常大,不导 电;当元件两端电压大于6 V时,随着电压的升高电流迅速增 大,电压与电流的比值减小,电阻变小.
2019/7/展创新
【例2】(2016·天津理综·9(3))某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯
2019/7/19
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4.误差分析 (1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外 接,由于电压表的分流,使测得的电流值 大 于真实值. (2)测量时读数带来误差. (3)在坐标纸上描点、作图带来误差.
2019/7/19
11
2
命题点一
教材原型实验
【例1】 小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,将实验 数据记录在下表中:
2019/7/19
7
规律方法总结 1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
2019版一轮物理课件:第八章 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 精品003
第八章 恒定电流
实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
C目录 ONTENTS
[考纲解读] [核心考点•互动探究] [跟踪检测•巩固提升]
[考纲解读]
1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式. 2.掌握伏安特性 曲线的描绘方法. 3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是 一条直线.
1.实验原理 (1)测多组小电珠的 U、I 的值,并绘出 I
乙
(3)图乙(a)是根据实验数据作出的 U -I 图线,由图可判断元件 ________(选填“X”或“Y”)是非线性元件. (4)该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 R=21 Ω 的定值 电阻,测量待测电池的电动势 E 和内阻 r,电路如图乙(b)所 示.闭合 S1 和 S2,电压表读数为 3.00 V;断开 S2,读数为 1.00 V.利用图乙(a)可算得 E=________ V,r=________ Ω(结果 均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表).
解析:(1)由于测量数据要从零开始,故采用题图甲所示的分压 式电路,且能方便地多测几组数据. (2)因小电珠额定电压为 4 V,则电压表选量程为 0~5 V 的电压 表.小灯泡的额定电流为 I=UP=24A=0.5 A,则电流表选 D.滑 动变阻器应选最大阻值较小的 E,这样在实验中移动滑片时能 使电路中的电流和电压有明显的变化,从而减小读数误差.
答案:(1)电路原理图如图所示 A2 R1
(2)图见解析 (3)2.5(2.4~2.6 均可) 灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻 (或灯泡电阻随温度升高而变大)
以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目, 不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性等特点. 5.[被测元件创新] 某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的 伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为 3 kΩ)、电流表(内 阻约为 1 Ω)、定值电阻等.
实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
C目录 ONTENTS
[考纲解读] [核心考点•互动探究] [跟踪检测•巩固提升]
[考纲解读]
1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式. 2.掌握伏安特性 曲线的描绘方法. 3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是 一条直线.
1.实验原理 (1)测多组小电珠的 U、I 的值,并绘出 I
乙
(3)图乙(a)是根据实验数据作出的 U -I 图线,由图可判断元件 ________(选填“X”或“Y”)是非线性元件. (4)该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 R=21 Ω 的定值 电阻,测量待测电池的电动势 E 和内阻 r,电路如图乙(b)所 示.闭合 S1 和 S2,电压表读数为 3.00 V;断开 S2,读数为 1.00 V.利用图乙(a)可算得 E=________ V,r=________ Ω(结果 均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表).
解析:(1)由于测量数据要从零开始,故采用题图甲所示的分压 式电路,且能方便地多测几组数据. (2)因小电珠额定电压为 4 V,则电压表选量程为 0~5 V 的电压 表.小灯泡的额定电流为 I=UP=24A=0.5 A,则电流表选 D.滑 动变阻器应选最大阻值较小的 E,这样在实验中移动滑片时能 使电路中的电流和电压有明显的变化,从而减小读数误差.
答案:(1)电路原理图如图所示 A2 R1
(2)图见解析 (3)2.5(2.4~2.6 均可) 灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻 (或灯泡电阻随温度升高而变大)
以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目, 不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性等特点. 5.[被测元件创新] 某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的 伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为 3 kΩ)、电流表(内 阻约为 1 Ω)、定值电阻等.
高三物理总复习优质课件 恒定电流 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
,电流表应选用
母表示)
,滑动变阻器应选用
。(用序号字
解析:(1)因小电珠额定电压为 4 V,则电压表选量程为 0~5 V 的电压表 A。小灯泡
的额定电流为 I= = A=0.5 A,则电流表选 D。滑动变阻器应选最大阻值较小的 E,
这样在实验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变化,从而减小读数
。
解析:(3)滑动变阻器没有调至最大,导致小灯泡功率过载,从而出现题中
的现象。
答案:(3)滑动变阻器未调至最大阻值
(4)描绘出灯的伏安特性曲线如图(b)所示,当灯两端电压为0.80 V时,灯
的功率为
。(结果保留2位有效数字)
解析:(4)由图像知,当U=0.80 V时,I=12.0 mA,故P=UI=9.6×10-3W。
流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值。
2.测量时读数带来误差。
3.在坐标纸上描点、作图带来误差。
创新科学探究
题型一
常规实验
[例1] 某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线。
(1)实验需要灯两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用
填“限流式”或“分压式”)接法。
解析:(1)电压从零开始调节,则滑动变阻器应采用分压式接法。
答案:(4)9.6×10-3W
[例 2] 某同学描绘一种电子元件的 I-U 关系图象,采用的实验电路图如图(甲)所
示,
为电压表,
为电流表,E 为电源(电动势约 6 V),R 为滑动变阻器(最大阻值
20 Ω),R0 为定值电阻,S 为开关。
(1)请用笔画线代替导线,将图(乙)所示的实物电路连接完整。
约为 2 Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压 U= = . × V=1.22 V。他们怀
母表示)
,滑动变阻器应选用
。(用序号字
解析:(1)因小电珠额定电压为 4 V,则电压表选量程为 0~5 V 的电压表 A。小灯泡
的额定电流为 I= = A=0.5 A,则电流表选 D。滑动变阻器应选最大阻值较小的 E,
这样在实验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变化,从而减小读数
。
解析:(3)滑动变阻器没有调至最大,导致小灯泡功率过载,从而出现题中
的现象。
答案:(3)滑动变阻器未调至最大阻值
(4)描绘出灯的伏安特性曲线如图(b)所示,当灯两端电压为0.80 V时,灯
的功率为
。(结果保留2位有效数字)
解析:(4)由图像知,当U=0.80 V时,I=12.0 mA,故P=UI=9.6×10-3W。
流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值。
2.测量时读数带来误差。
3.在坐标纸上描点、作图带来误差。
创新科学探究
题型一
常规实验
[例1] 某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线。
(1)实验需要灯两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用
填“限流式”或“分压式”)接法。
解析:(1)电压从零开始调节,则滑动变阻器应采用分压式接法。
答案:(4)9.6×10-3W
[例 2] 某同学描绘一种电子元件的 I-U 关系图象,采用的实验电路图如图(甲)所
示,
为电压表,
为电流表,E 为电源(电动势约 6 V),R 为滑动变阻器(最大阻值
20 Ω),R0 为定值电阻,S 为开关。
(1)请用笔画线代替导线,将图(乙)所示的实物电路连接完整。
约为 2 Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压 U= = . × V=1.22 V。他们怀
高考物理复习 第八章 恒定电流 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线
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第八章 恒定电流
9
七、误差分析 1.由于电压表、电流表不是理想电表,电表内阻对电路的影响会带来误差. 2.电流表、电压表的读数带来误差. 3.在坐标纸上描点、作图带来误差.
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第八章 恒定电流
10
电路设计和实验原理 【典题例析】 某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线,要求测量数 据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有: 电压表 V1(量程 0~3 V,内阻等于 3 kΩ) 电压表 V2(量程 0~15 V,内阻等于 15 kΩ) 电流表 A1(量程 0~200 mA,内阻等于 10 Ω)
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第八章 恒定电流
8
3.I-U 图线在 U=1.0 V 左右将发生明显弯曲,故在 U=1.0 V 左右绘点要密,以防出 现较大误差. 4.当小电珠两端的电压接近额定值时要缓慢移动滑动变阻器滑片,到额定值记录 I 后马 上断开开关. 5.误差较大的点舍去,I-U 图线应是平滑曲线而非折线.
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第八章 恒定电流
11
电流表 A2(量程 0~3 A,内阻等于 0.1 Ω) 滑动变阻器 R1(0~10 Ω,额定电流 2 A) 滑动变阻器 R2(0~1 kΩ,额定电流 0.5 A) 定值电阻 R3(阻值等于 1 Ω) 定值电阻 R4(阻值等于 10 Ω) 定值电阻 R5(阻值等于 1 kΩ) 电源 E(E=6 V,内阻不计)
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第八章 恒定电流
5
2.将滑动变阻器的滑片移到使小电珠分得电压为零的一端,接线经检查无误后,闭合开 关 S. 3.移动滑动变阻器滑片到不同位置,测出 14 组左右不同的电压值 U 和电流值 I,并将 测量数据填入表格中,断开开关 S.
高考物理一轮复习第八章恒定电流实验9描绘小电珠的伏安特性曲线课件新人教版
表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干。
四、实验步骤
1.连接电路
必备知识
关键能力
-3-
对应演练
-3-
用导线连接成如图所示电路。
2.移动滑动变阻器滑片的位置,测出多组电压值U和电流值I填
入表格。
3.拆除电路,整理仪器。
必备知识
关键能力
-4-
对应演练
-4-
五、数据处理
1.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立坐标系。 2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。 3.将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性
。
A.量程0~100 mA,内阻约2 Ω
B.量程0~0.6 A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω 调节至10.0 Ω ,需旋
转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序
是
。
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
必备知识
必备知识
关键能力
-21-
对应演练
-21-
命题点一 命题点二 命题点三
(1)为了达到上述目的,应选用哪个电路图:
(选填“甲”
或“乙”)。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图丙所示的
I-U图象。由图可知,当电压小于2.0 V时,太阳能电池的电阻
(选填“很大”或“很小”);当电压为2.8 V时,太阳能
V×0.225 A≈0.39 W
当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,
故U=4 V-1 Ω ·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65 V×0.32
四、实验步骤
1.连接电路
必备知识
关键能力
-3-
对应演练
-3-
用导线连接成如图所示电路。
2.移动滑动变阻器滑片的位置,测出多组电压值U和电流值I填
入表格。
3.拆除电路,整理仪器。
必备知识
关键能力
-4-
对应演练
-4-
五、数据处理
1.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立坐标系。 2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。 3.将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性
。
A.量程0~100 mA,内阻约2 Ω
B.量程0~0.6 A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω 调节至10.0 Ω ,需旋
转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序
是
。
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
必备知识
必备知识
关键能力
-21-
对应演练
-21-
命题点一 命题点二 命题点三
(1)为了达到上述目的,应选用哪个电路图:
(选填“甲”
或“乙”)。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图丙所示的
I-U图象。由图可知,当电压小于2.0 V时,太阳能电池的电阻
(选填“很大”或“很小”);当电压为2.8 V时,太阳能
V×0.225 A≈0.39 W
当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,
故U=4 V-1 Ω ·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65 V×0.32
度高考物理一轮复习第八章恒定电流实验九描绘小电珠的伏安特性曲线课件08042192
解析
由于灯泡的电阻大约在几欧左右,为了便于测量,滑动变阻器选
解析 答案
Hale Waihona Puke 择0~10 Ω的.(2)在图3甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.
答案 见解析图
解析
由于灯泡的电压和电流从零开始测起,
则滑动变阻器采用分压式接法;电流表采用外 接法.实物连线图如图甲所示.
图3
解析
答案
(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至 左 (选填“左”或“右”)端
①在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系.
②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.
③将描出的点用
的曲线连接起来,得到小电珠的伏安特性曲线. 平滑
4.实验器材选取 (1)原则:①安全;②精确;③操作方便. (2)具体要求
①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允
许超过0.6 A. ②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流. ③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值.
.
解析 .
为了保护测量电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至最左端
解析
答案
(4)利用表中数据,在图乙中画出小灯泡的U-I图线.
答案 见解析图
解析 .
小灯泡的U-I图线如图乙所示
解析
答案
(5)他们在U-I图象上找到小灯泡工作电压为2.0 V时坐标点,计算此状
态的电阻值时,小明提出用图象上该点曲线斜率表示小灯泡的阻值;小
记录在下表中:
电压U/V 0.00 0.20 0.40 0.70 1.00 1.30 1.70 2.10 2.50 电流I/A 0.00 0.14 0.24 0.26 0.37 0.40 0.43 0.45 0.46
高考物理一轮复习课件第八章实验九描绘小电珠的伏安特性曲线
对实验数据进行处理,如求平均值、计算误差棒等,可以提高数据的准确性和 可信度。同时,通过对伏安特性曲线的图像分析,可以更加直观地了解小电珠 的电阻随电压的变化趋势。
改进意见
提高测量精度
01
为了减小实验误差,可以采用更高精度的测量仪器,如高精度
电压表、电流表等。
控制实验条件
02
在实验过程中,应严格控制实验条件,如保持环境温度、湿度
氖灯的伏安特性曲线
氖灯是一种气体放电灯,其伏安特性曲线具有负阻特性。当电压达到一定值时, 氖灯内的气体开始放电,电流急剧增加,而电压却下降。
伏安特性曲线在电路设计中的应用
电源电路设计
在电源电路设计中,需要考虑电源的输出电压和电流范围是否满足负载的需求。通过了解负载的伏安 特性曲线,可以选择合适的电源和电路设计参数,以确保电源的稳定性和可靠性。
智能化照明技术的发展
智能化照明技术是一种能够根据环境和使用需求自动调节照明参数的技术。通过结合传感器、控制器和算法等技 术手段,智能化照明系统能够实现节能、舒适和个性化的照明效果。
THANKS
感谢观看
滑动变阻器
改变电路中的电阻,从而改变 通过小电珠的电流和电压。
03
开关
控制电路的通断。
04
导线
连接电路的各个部分,需选用 绝缘良好的导线。
实验步骤
1. 按照实验原理图连接电路,注意电流 表、电压表和滑动变阻器的连接方式及 量程选择。
5. 分析伏安特性曲线,得出小电珠的电 阻随电压或电流的变化规律。
在记录实验数据时,要保证数据的准 确性和完整性,以便后续的数据分析 和处理。
在实验过程中,要保持电路的稳定, 避免电源电压的波动对实验结果造成 影响。
改进意见
提高测量精度
01
为了减小实验误差,可以采用更高精度的测量仪器,如高精度
电压表、电流表等。
控制实验条件
02
在实验过程中,应严格控制实验条件,如保持环境温度、湿度
氖灯的伏安特性曲线
氖灯是一种气体放电灯,其伏安特性曲线具有负阻特性。当电压达到一定值时, 氖灯内的气体开始放电,电流急剧增加,而电压却下降。
伏安特性曲线在电路设计中的应用
电源电路设计
在电源电路设计中,需要考虑电源的输出电压和电流范围是否满足负载的需求。通过了解负载的伏安 特性曲线,可以选择合适的电源和电路设计参数,以确保电源的稳定性和可靠性。
智能化照明技术的发展
智能化照明技术是一种能够根据环境和使用需求自动调节照明参数的技术。通过结合传感器、控制器和算法等技 术手段,智能化照明系统能够实现节能、舒适和个性化的照明效果。
THANKS
感谢观看
滑动变阻器
改变电路中的电阻,从而改变 通过小电珠的电流和电压。
03
开关
控制电路的通断。
04
导线
连接电路的各个部分,需选用 绝缘良好的导线。
实验步骤
1. 按照实验原理图连接电路,注意电流 表、电压表和滑动变阻器的连接方式及 量程选择。
5. 分析伏安特性曲线,得出小电珠的电 阻随电压或电流的变化规律。
在记录实验数据时,要保证数据的准 确性和完整性,以便后续的数据分析 和处理。
在实验过程中,要保持电路的稳定, 避免电源电压的波动对实验结果造成 影响。
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实验九
描绘小电珠的伏安特性曲线
实验基础
核心探究
实验基础
解读实验·萃取精华
●注意事项
1.电路的连接方式
(1)电流表应采用外接法. (2)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始连续变化. 2.闭合开关S前,滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,从而使开关闭合时小电珠 两端的电压能从零开始变化,同时,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. 3.I-U图像在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U0=1.0 V左右绘点要密,以防出现很大误差. 4.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,记录I后马上断开开关. 5.误差较大的点要舍去,I-U图像应是平滑曲线. ●误差分析 1.电表内阻对电路的影响会带来误差. 2.电流表、电压表的读数带来误差. 3.在坐标纸上描点、作图带来误差.
解析:(4)由于实验中使用的电流表与电压表不是理想的电表,则两表自身也 要消耗功率,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,电压表有分流作用,使电流表测得电流大于灯泡实际流 过的电流. 答案:(4)大于 电压表分流,电流表测得的电流大于灯泡的电流
2.(2015· 浙江卷,22)图(甲)是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实 验的实物连接图.
E.滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω ,允许最大电流2 A)
F.电源(电动势6 V,内阻不计) G.开关,导线
(1)该同学做实验时,电压表选用的是 ,电流表选用的是 (填 选项字母). (2)图(甲)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 补充完整. 解析:(1)根据实验数据表可知电压最大为2.8 V,最大电流为30 mA,所以电 压表应选择A,电流表应选择C. (2)通过估算二极管的阻值可知满足 R > R ,所以电流表应用外接法,由于电 流从零调,所以变阻器应采用分压式接法 Rx R, A 连线图如图所示.
(3)该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线,如图(乙)所示,则小灯泡 的额定功率为 W(结果保留两位有效数字).
解析:(3)当U=2.5 V时,电流I=0.44 A,所以额定功率为P=UI=2.5×0.44 W= 1.1 W. 答案:(3)1.1
(4)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 功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)小灯泡的实际消耗功率, . 引起误差的原因是
“伏安法”部分所接的两点间阻值最小处)
题组冲关
1.某同学想通过以下实验测量一小灯泡的额定功率,他所用器材如下: A.待测小灯泡一个:额定电压为2.5 V,电阻约为几欧 B.电压表一个:量程为3 V,内阻约为3 kΩ C.电流表一个:量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω D.滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导线若干 (1)请在(甲)图中补全测量小灯泡额定功率的电路图.
核心探究
探究点一
通法悟道·拓宽思路
基础性实验
【典例1】 (2017· 福建厦门期末)LED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安特性曲线,实验测得它两端的电压U和通过它的电流I 的数据如下表所示:
U/V
0.0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80
(1)根据图(甲)画出实验电路图;
解析:(1)如图所示.
答案:(1)图见解析
(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(乙)中的①,②,③,
④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.所示读数为:① ② 为 和 、③ . 、④ 、 .两组数据得到的电阻分别
解析:(1)灯泡的电阻约为几欧,远小于电压表的内阻,属于小电阻,电流表采用 外接法,电路图如图所示.
答案:(1)电路图见解析
(2)图(甲)中开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应置于 端”或“A,B正中间”).
(选填“A端”“B
解析:(2)图(甲)中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于B端,使得闭合 开关后,测量电路部分处于短路状态,电压表、电流表示数为0,起保护作用. 答案:(2)B端
解析:(4)根据闭合电路欧姆定律应有 I=
E ,由 I-U 图像可读出 I=15 mA 时对 Rx R
应的电压 Ux=2.2 V,可求出 Rx≈146.7 Ω,代入数据解得 R≈53 Ω.
答案:(4)53
方法技巧
处理图像及实物图连线的技巧
(1)小灯泡的伏安特性曲线(以I-U关系图线为例)上各点切线斜率的倒数不表示小灯泡在该电 压下的电阻,此时计算小灯泡的电阻一定要使用电阻的定义式R= U ,而不能使用表达式R= U I (只有当I和U为线性关系时二者才相等). I (2)实物图连线的技巧 ①总的原则:先串后并,接线到柱,注意量程和正负. ②对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安 法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处). ③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(三部分)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,比较该接头和滑动头的电势高低,根据“伏安 法”部分电表正负接线柱的情况,将“伏安法”部分接入该两点间.(注意滑动变阻器应调到使
V
x
答案:(1)A C
(2)图见解析
(3)根据表中数据,请在图(乙)中的坐标纸中画出该二极管的I-U图线.
解析:(3)画出的I-U图像如图所示.
答案:(3)图见解析
(4)若此发光二极管的最佳工作电流为15 mA,现将此发光二极管与电动势为 3 V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R= 使它工作在最佳状态(结果保留两位有效数字). Ω 的电阻,才能
I/mA 0.0
0.9
2.3
4.3
6.8 12.0 19.0 30.0
实验室提供了以下器材: A.电压表(量程0~3 V,内阻约20 kΩ ) B.电压表(量程0~15 V,内阻约100 kΩ ) C.电流表(量程0~50 mA,内阻约40 Ω ) D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约2 Ω )
描绘小电珠的伏安特性曲线
实验基础
核心探究
实验基础
解读实验·萃取精华
●注意事项
1.电路的连接方式
(1)电流表应采用外接法. (2)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始连续变化. 2.闭合开关S前,滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,从而使开关闭合时小电珠 两端的电压能从零开始变化,同时,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. 3.I-U图像在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U0=1.0 V左右绘点要密,以防出现很大误差. 4.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,记录I后马上断开开关. 5.误差较大的点要舍去,I-U图像应是平滑曲线. ●误差分析 1.电表内阻对电路的影响会带来误差. 2.电流表、电压表的读数带来误差. 3.在坐标纸上描点、作图带来误差.
解析:(4)由于实验中使用的电流表与电压表不是理想的电表,则两表自身也 要消耗功率,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,电压表有分流作用,使电流表测得电流大于灯泡实际流 过的电流. 答案:(4)大于 电压表分流,电流表测得的电流大于灯泡的电流
2.(2015· 浙江卷,22)图(甲)是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实 验的实物连接图.
E.滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω ,允许最大电流2 A)
F.电源(电动势6 V,内阻不计) G.开关,导线
(1)该同学做实验时,电压表选用的是 ,电流表选用的是 (填 选项字母). (2)图(甲)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 补充完整. 解析:(1)根据实验数据表可知电压最大为2.8 V,最大电流为30 mA,所以电 压表应选择A,电流表应选择C. (2)通过估算二极管的阻值可知满足 R > R ,所以电流表应用外接法,由于电 流从零调,所以变阻器应采用分压式接法 Rx R, A 连线图如图所示.
(3)该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线,如图(乙)所示,则小灯泡 的额定功率为 W(结果保留两位有效数字).
解析:(3)当U=2.5 V时,电流I=0.44 A,所以额定功率为P=UI=2.5×0.44 W= 1.1 W. 答案:(3)1.1
(4)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 功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)小灯泡的实际消耗功率, . 引起误差的原因是
“伏安法”部分所接的两点间阻值最小处)
题组冲关
1.某同学想通过以下实验测量一小灯泡的额定功率,他所用器材如下: A.待测小灯泡一个:额定电压为2.5 V,电阻约为几欧 B.电压表一个:量程为3 V,内阻约为3 kΩ C.电流表一个:量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω D.滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导线若干 (1)请在(甲)图中补全测量小灯泡额定功率的电路图.
核心探究
探究点一
通法悟道·拓宽思路
基础性实验
【典例1】 (2017· 福建厦门期末)LED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安特性曲线,实验测得它两端的电压U和通过它的电流I 的数据如下表所示:
U/V
0.0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80
(1)根据图(甲)画出实验电路图;
解析:(1)如图所示.
答案:(1)图见解析
(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(乙)中的①,②,③,
④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.所示读数为:① ② 为 和 、③ . 、④ 、 .两组数据得到的电阻分别
解析:(1)灯泡的电阻约为几欧,远小于电压表的内阻,属于小电阻,电流表采用 外接法,电路图如图所示.
答案:(1)电路图见解析
(2)图(甲)中开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应置于 端”或“A,B正中间”).
(选填“A端”“B
解析:(2)图(甲)中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于B端,使得闭合 开关后,测量电路部分处于短路状态,电压表、电流表示数为0,起保护作用. 答案:(2)B端
解析:(4)根据闭合电路欧姆定律应有 I=
E ,由 I-U 图像可读出 I=15 mA 时对 Rx R
应的电压 Ux=2.2 V,可求出 Rx≈146.7 Ω,代入数据解得 R≈53 Ω.
答案:(4)53
方法技巧
处理图像及实物图连线的技巧
(1)小灯泡的伏安特性曲线(以I-U关系图线为例)上各点切线斜率的倒数不表示小灯泡在该电 压下的电阻,此时计算小灯泡的电阻一定要使用电阻的定义式R= U ,而不能使用表达式R= U I (只有当I和U为线性关系时二者才相等). I (2)实物图连线的技巧 ①总的原则:先串后并,接线到柱,注意量程和正负. ②对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安 法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处). ③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(三部分)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,比较该接头和滑动头的电势高低,根据“伏安 法”部分电表正负接线柱的情况,将“伏安法”部分接入该两点间.(注意滑动变阻器应调到使
V
x
答案:(1)A C
(2)图见解析
(3)根据表中数据,请在图(乙)中的坐标纸中画出该二极管的I-U图线.
解析:(3)画出的I-U图像如图所示.
答案:(3)图见解析
(4)若此发光二极管的最佳工作电流为15 mA,现将此发光二极管与电动势为 3 V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R= 使它工作在最佳状态(结果保留两位有效数字). Ω 的电阻,才能
I/mA 0.0
0.9
2.3
4.3
6.8 12.0 19.0 30.0
实验室提供了以下器材: A.电压表(量程0~3 V,内阻约20 kΩ ) B.电压表(量程0~15 V,内阻约100 kΩ ) C.电流表(量程0~50 mA,内阻约40 Ω ) D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约2 Ω )