高考物理人教版一轮复习专题课件-实验8 测绘小灯泡伏安特性曲线 26页

实验八测绘小灯泡的伏安特性曲线图甲 基本实验要求1．实验原理(1)测多组小灯泡的U、I，并绘出I－U图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．2．实验器材小灯泡“3.8V,0.3A”、电压表“0～3V～15V”、电流表“0～0.6A～3A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．3．实验步骤(1)画出电路图(如图甲)．(2)将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示电路．图甲图乙基础回放·要点整合 (3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．(4)数据处理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将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线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0.6A.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．⑤从便于操作来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用小阻值滑动变阻器．基础回放·要点整合 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2.两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(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)．(2)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)．3．注意事项(1)电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，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：本实验要作出U－I图象，要求测出多组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压式接法．基础回放·要点整合 (3)保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处，加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压．4．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.基础回放·要点整合 考点一　对实验原理和电路设计的考查①甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为________Ω.52.3V甲乙图1课堂探究·考点突破 ②乙同学又设计了如图2所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V.4图2课堂探究·考点突破 ③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．图3课堂探究·考点突破 考点二　对仪器选取、图象描绘及数据处理的考查(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．A2R1课堂探究·考点突破 (2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你根据实验数据在图4中作出灯泡的U－I图线．(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.23V，其原因是2.5灯泡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)课堂探究·考点突破图4 37．电学实验电路设计的思路与方法1．首先应明确题目的要求，看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或要求设计达到何种标准的电路等．其设计原则是：安全、方便、经济．3．在控制电路中，滑动变阻器有分压式、限流式两种接法若变阻器阻值较小，一般设计为分压式若变阻器阻值较大，一般设计为限流式在二者都可行时，应先考虑限流方式下面三种情形必须设计为分压式接法：(1)数据要求从0开始变化；(2)变阻器阻值太小，限流限不住(3)调节变阻器时，不能获取有区分度的多组数据学科素养培养 【例3】某课外研究小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件，图5甲为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材（代号）规格电流表（A1）量程0-50mA，内阻约为50Ω电流表（A2）量程0-200mA，内阻约为10Ω电压表（V1）量程0-3V，内阻约为10kΩ电压表（V2）量程0-15V，内阻约为25kΩ滑动变阻器（R1）阻值范围0-15Ω，允许最大电流1A滑动变阻器（R2）阻值范围0-1kΩ，允许最大电流100mA直流电源（E）输出电压6V,内阻不计开关（S）导线若干学科素养培养 (1)为了提高实验结果的准确程度，电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应选用.(以上均填器材代号)(2)为了达到上述目的，请在乙图中画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号乙①看图像，确定和的大致量程②结合图象，确定电路要连成分压式，确定滑动变阻器用较小的阻值的A2V1R1点击可查看实验器材③看图象，估电阻，大约是几十欧，远小于RV，确定电路表外接法，同时由电压U是连续变化的，变阻器一定连成分压式器材（代号）规格电流表（A1）量程0-50mA，内阻约为50Ω电流表（A2）量程0-200mA，内阻约为10Ω电压表（V1）量程0-3V，内阻约为10kΩ电压表（V2）量程0-15V，内阻约为25kΩ滑动变阻器（R1）阻值范围0-15Ω，允许最大电流1A滑动变阻器（R2）阻值范围0-1kΩ，允许最大电流100mA直流电源（E）输出电压6V,内阻不计开关（S）导线若干学科素养培养图5 （3）若发现实验测得的伏安特性曲线与图中的曲线基本吻合，则该元件的电阻阻值随电压的增大而,（选填“增大”、“减小或“”不变”），当该电器元件两端电压U=20V时原件消耗的电功率为W.④图线与原点连线的斜率为电阻的倒数减小⑤找到U=2.0V时对应的I值，由P=UI求电功率0.12学科素养培养 (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图图6随堂训练·能力达标 (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图使它靠近滑动变阻器左端的接线柱电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压增加小灯泡两端的电压，记录随堂训练·能力达标图6 随堂训练·能力达标图7 D图7随堂训练·能力达标 图8左15增大随堂训练·能力达标图7 随堂训练·能力达标U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.55图10图9 U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.550.37随堂训练·能力达标图10图9 bc随堂训练·能力达标图9图11 随堂训练·能力达标 I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)为了提高实验结果的准确程度，电流表选______；电压表选________；滑动变阻器选______．(以上均填写器材代号)(2)请在下面的虚线框中画出实验电路图；(3)在图12中描出该电学元件的伏安特性曲线(4)据图中描出的伏安特性曲线可知，该电学元件的电阻随温度而变化的情况为CAF元件的电阻随温度升高而增大图12随堂训练·能力达标 c段导线断路或灯泡损坏右随堂训练·能力达标图13 0.5随温度的升高而增大随堂训练·能力达标小灯泡的电阻