2019版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

W。
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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
考点(kǎo
考点(kǎo
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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

• (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

(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

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。