2022-2023年高考物理一轮复习 描绘小电珠的伏安特性曲线课件

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 描绘小电珠的伏安特性曲线课件，共35页。PPT课件主要包含了注意事项，误差分析，基础自测，图S8-1，图D42，答案1如图所示，3增大，个标有“50V，考点2，数据处理与误差分析等内容，欢迎下载使用。
1.电流表外接法：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连接
本实验要画出 I-U 图象,要求测出一组包括零在内的电流、
电压值,故控制电路必须采用分压接法.
3.保护元件安全：为保护元件不被烧毁,开关闭合前变阻器滑片应位于图中的 a 端.加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压.
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.
1.某同学在做测定小灯泡的伏安特性曲线实验中得到如下
一组 U 和 I 的数据：
(1)在图 S8-1 画出 I-U 图线.
(2)从图线上可以看出,当电压逐渐增大时,灯丝电阻的变
化情况是____________________________.
(3)图线表明导体的电阻随温度升高而________.
解析：(1)根据 U、I 的数据,在坐标纸上找出对应的点,
连成平滑曲线,即 I-U 图线,如图 D42 所示.
(2)在 I-U 图线中,任一点与坐标原点连线斜率的倒数即这灯泡电压与电流成正比,灯丝电阻不变；当 U>1.40 V 时,斜率越来越小,其倒数越来越大,即灯丝电阻随电压增加而变大,或者说随温度升高而变大.(3)从图线的斜率可知导体的电阻随温度的升高而增大.
(2)开始不变,后来逐渐变大
考点 1 实验原理与操作【典题 1】某小组通过实验测绘一
7.5W”某元件的伏安特性曲线,电路图如图
S8-2 甲所示,备有下列器材：A.电池组(电动势为 6.0 V,内阻约为 1 Ω)B.电压表(量程为 0～3 V,内阻 RV＝3 kΩ)C.电流表(量程为 0～1.5 A,内阻约为 0.5 Ω)D.滑动变阻器 R(最大阻值 10 Ω,额定电流 1 A)E.定值电阻 R1(电阻值为 1.5 kΩ)F.定值电阻 R2(电阻值为 3 kΩ)G.开关和导线若干
(1)实验中所用定值电阻应选________(填“E”或“F”).(2)根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整.
图 S8-2(3)某次实验时,电压表示数指针位置如图丙所示,则电压表读数是________V；元件两端电压是________V.
解析：(1)电源电动势为 6 V,电压表量程为 3 V,内阻为3 kΩ,则可将电压表扩大量程,串联一个大小为 3 kΩ分压电阻后,量程扩大到 6V,则定值电阻应该选择 F.
(2)实物电路连接如图.
(3)某次实验时,电压表示数指针位置如图丙所示,则电压
表读数是 2.2 V；元件两端电压是 2×2.2＝4.4 V.
答案：(1)F (2)如图 D43 所示.图 D43
A.电压表B.电流表C.电流表
(量程 3 V,内阻约 3 kΩ)(量程 150 mA,内阻约 2 Ω)(量程 500 mA,内阻约 0.6 Ω)
D.滑动变阻器 R1(0～20 Ω)E.滑动变阻器 R2(0～100 Ω)F.电源 E(电动势 4.0 V,内阻不计)G.开关 S 和导线若干H.待测灯泡 L(额定功率 0.75 W,额定电压未知)
(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“ ”或“ ”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”).
(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 1.23 V 时,发现灯泡亮度很暗,当达到 2.70 V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面的表格中.
请你根据表中实验数据在图 S8-3 中画出灯泡的 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 1.22 V,其原因是________________________________
_____________________________________________________.
解析：因为灯泡两端的电压要从零开始调节,故必须用分压法,因为是小电阻,故用外接法,根据测量数据可知通过灯泡的电流达到 310 mA,因此选用 ,分压法为调节方便选用小的滑动变阻器；先将测量数据描在 U-I 坐标系中,然后用平滑的曲线将各点连接；根据描得的图线可知当灯泡两端的电压为2.5 V 时,灯泡的额定电流为 0.3 A,此时灯泡的额定功率为0.75 W；灯泡的电阻随温度的升高而增大,当灯泡两端的电压增大时,灯泡的温度也升高,故正常工作时的电阻大于常温下的电阻,根据额定功率计算额定电压时,得用正常工作时的电阻,不能用常温下的电阻.
答案：(1)如图 D44 甲所示.
(2)如图 D44 乙所示.
(3)2.5(2.4～2.6 均正确) 灯泡的冷态
电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度的升高而变大)
方法技巧：在描点时,一是不要忘记(0,0)这个点；二是连线时用平滑的曲线连接,使尽量多的点落在曲线上,不在曲线上的点均匀分布在曲线的两侧,较远的点舍去；三是理解曲线斜率的意义,如果是 U-I 图象,则各点与坐标原点连线的斜率表示电阻,如果是 I-U 图象,则各点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数.
本实验可以从以下三个方面改进和创新：
(1)描绘二极管、电动机、太阳能电池在没有光照时的伏安
(2)电源与小灯泡的伏安特性曲线结合问题.
描绘二极管、电动机、太阳能电池在没有光照时
的伏安特性曲线【典题 3】某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后,又对一个标有“6V 3.5 W”小电风扇电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究,同研究小灯泡一样,要求电风扇电动机两端的电压能从零逐渐增加到 6 V,实验室备有下列器材：A.电流表(量程Ⅰ：0～0.6 A,内阻约为 1 Ω；量程Ⅱ：0～3 A,内阻约为 0.1 Ω)B.电压表(量程为 0～6 V,内阻几千欧)
C.滑动变阻器 R1(最大阻值 10 Ω,额定电流 2 A)D.滑动变阻器 R2(最大阻值 1750 Ω,额定电流 0.3 A)E.电池组(电动势为 9 V,内阻小于 1 Ω)F.开关和导线若干
(1)实验中所用的滑动变阻器应选______(填“C”或“D”),
电流表的量程应选________(填“I”或“Ⅱ”).
(2)请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验
(3)闭合开关前,为防止电动机输入电压过高而损坏,滑动
变阻器滑片 P 应滑到________(填“M”或“N”)端.
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P,改变加在电动机上的电压,实验中发现当电压表示数大于 1V 时电风扇才开始转动,电动机的伏安特性曲线如图乙所示,则电动机线圈的电阻为________Ω,电动机正常工作时的机械功率为________W.(保留 2 位有效数字)
(2)因为电压电流需从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法,电风扇的电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法.电路图如图所示.则可知对应的实物图如图所示；
变阻器滑片 P 应滑到 M 端.
答案：(1)C Ⅰ
(2)如图 S8-5 所示
电源与小灯泡的伏安特性曲线结合问题
(1)实验要求能够实现在 0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压
进行测量,在虚线框内并画出实验电路原理图.
(2)实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图 S8-6 甲所示.
图 S8-6由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_______(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率__________(填“增大”“不变”或“减小”).
(3)用另一电源 E0(电动势 4 V,内阻 1.00 Ω)和题给器材连接成如图乙所示的电路,调节滑动变阻器 R 的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关 S,在 R 的变化范围内,小灯泡的最小功率为________W,最大功率为________W.(计算结果均保留 2 位小数)
解析：(1)要求能够实现在 0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,故滑动变阻器用分压式接法,小灯泡为小电阻,电流表用外接法,实验电路原理图如图 S8-7 所示.
消耗的功率最大.当滑动变阻器电阻值 R＝0 时,灯泡消耗的功率最大,此时交点坐标为 U＝3.67 V,I＝0.32 A,如图 S8-9 所示,最大的功率为 P2＝UI＝1.17 W.
答案：(1)如图 S8-7 所示.(3)0.39 1.17