（实验优化演练 优化方案）2016年高三物理大一轮复习讲义 实验八　描绘小电珠的伏安特性曲线

（实验优化演练 优化方案）2016年高三物理大一轮复习讲义 实验八　描绘小电珠的伏安特性曲线内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 描绘小电珠的伏安特性曲线学生用书 、实验目的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是曲线二、实验原理用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U ，I)值，在 UI 坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来三、实验器材小电珠“,”、电压表“03 V15 V”、电流表“03 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔四、实验步骤1画出电路图(如实验原理图所示 )2将小电珠、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所示的电路3测量 2、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，就得到小电珠的伏安特性曲线一、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较电路图负载 R 上电压的调节范围 U 上电流的调节范围 I 种接法的选择1限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压，分压式接法适合控制阻值较大的电阻的电压高中物理资源下载平台世昌的博客 要求电压从 0 开始逐渐增大，采取分压式接法三、误差分析1电流表外接，由于电压表的分流，使 3、电流表示数偏大2测量时读数带来误差3在坐标纸上描点、作图带来误差四、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考点一器材、电路的选择和数据分析 学生用书 2013高考天津卷)要测绘一个标有 “3 V”小电珠的伏安特性曲线，电珠两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作已选用的器材有：电池组(电动势为 ，内阻约 1 )；电流表(量程为 0250 阻约 5 )；电压表(量程为 0 4、3 V，内阻约 3 电键一个、导线若干(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_( 填字母代号)A滑动变阻器(最大阻值 20 ， 额定电流 1 A)B滑动变阻器(最大阻值 1 750 ，额定电流 )(2)实验的电路图应选用下列的图_( 填字母代号)(3)实验得到小电珠的伏安特性曲线如图所示如果将这个小电珠接到电动势为 ，内阻为 5 的电源两端，小电珠消耗的功率是_W.解析(1)测绘小电珠的伏安特性曲线，要求能较大范围地测量数据，所以控制电路高中物理资源下载平台世昌的博客 ，滑动变阻器应用最大阻值小、额定电流大的 A.(2)因为小电珠两端的电压由零逐渐增加到 3 V，故滑动变阻器应采用分压接法电 5、珠的电阻 R 15 ，额定电流 I ，由 R15 ，依据公式U 5 000法“大内小外”的原则，可知电流表应采用外接法，故选 B.(3)在电珠的 I U 图线，交点坐标即为这个电源给这个电珠供电时的电压和电流，此时 P 电珠 .答案(1)A(2)B(3)电路的连接和实验原理的考查学生用书 2015云南统测)在做 “描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验时，所用电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧实验中得到了多组数据，通过描点连线在IU 坐标系中得到了小电珠的伏安特性曲线如图甲所示(1)在虚线框中画出实验电路原理图，并在图乙中用笔画线代替导线连接电路(2)根据图甲所示，可确定小电珠的功率 P 与 6、 P 与 关系，下列示意图中合理的是_(3)将被测小电珠与定值电阻 R 和电源串联成如图丙所示的电路电源电动势为 中物理资源下载平台世昌的博客 ，内阻为 ，则定值电阻 R 所消耗的电功率为_W.解析(1)由题图甲中伏安特性曲线可知，滑动变阻器采用的是分压式接法；由于小电珠电阻与电流表内阻相差不多，故电流表应采用外接法(2)随着电压或电流的增大，小电珠的电阻增大，小电珠的电功率与电压或电流的关系分别为 P 或 PI 2R，所以 PU 2图线上的点与原点连线的斜率(表示小电珠电阻的倒不断减小，PI 2图线上的点与原点连线的斜率 (表示小电珠的电阻)不断增大，D 正确(3)由小电珠的伏安特性曲线可知 7、，电流 I 时，小电珠两端电压 V，由欧姆定律可知，内电压 U ，由闭合电路欧姆定律可知定值电阻两端电压E ，所以定值电阻消耗的电功率 PU .答案(1)电路图、实物图如图所示(2)D(3)生用书 实验的创新改进之处主要集中在两点：1数据处理方式的改进：采取“字化实验系统进行数据的采集和处理2被测元件的变更：探究其他元件的伏安特性，或其电阻随温度变化的规律(2015石家庄模拟)为了探究某电阻 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 电流表，E 1 为电动势为 、内阻约为 1 的电源，滑动变阻器，R 2 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：R 8、A(0150 )，500 )，本实验中滑动变阻器 选用_( 填 “R B”)(2)完成下面实验步骤：调节温度，使 将 S 拨向接点 1，调节_，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数 I；将 S 拨向接点 2，调节_，使电流表的读数仍为 I，记下此时电阻箱的读数当温度为 ，电阻 _；改变 复步骤 ，即可测得电阻 3)现测得电阻 t 变化的图象如图乙所示把该电阻与电动势为 、内阻不计的电源 程为 的理想电压表 V(图中未画出) 和电阻箱 成如图丙所示的电路，用该电阻做测温探头，将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计” 若要求电压表的读数必须随温度的升高而 9、增大，则应在原理图丙中_(填“a、b”或“b、 c”)两点接入电压表如果电阻箱阻值 5 ，则电压表刻度盘 处对应的温度数值为 _世昌的博客 解析(1)由电源的电动势为 ，电流表量程为 3 知，达到满偏时，电路总电阻约为 500 ，故滑动变阻器选择 2)实验中选用替代法测量电阻，第二步中，先将 S 拨向接点 1，调节滑动变阻器 录电流表读数；然后将 S 拨向接点 2，调节电阻箱 电流表读数仍为 I，此时电阻箱的读数即为待测电阻的阻值，即 0.(3)由于电阻 闭合电路欧姆定律可知其两端电压也增大，所以电压表与之并联，即电压表接在 b、c 两点根据题图乙中图象可得 100 t )，由串联分压规律可得 10、电压表示数为 时，R t150 ，解得 t50()答案(1)R B(2)R 1R 2R 0(3)b、c50总结提升 本实验虽是探究某电阻随温度变化的规律，但核心还是等效法测电阻，只要弄清测量方法和原理，结合其他电路知识就能解决，解决创新实验，考生克服恐惧心理很关键学生用书 用如图所示电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因可能的是()A小电珠中灯丝已烧断B滑片接触不良C小电珠内部短路D滑动变阻器 A 端接触不良解析：选 动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故 A 错若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故 B 错若滑动变阻器 11、 片移动时电流表和电压表读数均变化，故 D 错若小电珠内短路则小电珠两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选 2015合肥模拟)为了测量一个 “12 V5 W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12 V，内阻不计；电流表：0,03 A，内阻可忽略；电压表：03 V,015 V，内阻很大；滑动变阻器：阻值范围 020 ，允许最大电流 1 A；开关一个，导线若干实验时要求加在电珠两端的电压可从 0 调到 12 V.(1)将图甲中的实物图连接完整高中物理资源下载平台世昌的博客 (2)某位同学测得小电珠的伏安特性曲线如图乙所示，某次测量时，小电珠电流强度大小为 12、 ，则此时加在它两端的电压为 _V，1)由于要求电压从 0 开始调节，故滑动变阻器应采用分压式接法又因电流表内阻可忽略，则电流表采用内接法、外接法均可以，实物连接如图(2)由 I I 时，U ，故小电珠的实际功率为 P1)见解析(2)2015济南模拟)有一个小电珠上标有 “4 V2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的 UI 图线，有下列器材可供选用：A电压表(05 V，内阻 10 电压表(010 V，内阻 20 电流表(0，内阻 1 )D电流表(0，内阻 )E滑动变阻器(5 ，10 A)F滑动变阻器(500 ，)(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_ ( 用序号字母表示)(2)为使实验误差尽量减小，要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示 )(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示的实验器材用实线连接成完整的实物电路图解析：(1)因小电珠的额定电压为 4 V，为保证安全，选用的电压表量程应稍大于 4 V，但不能大太多，量程太大则示数不准确，故只能选用 05 V 的电压表，故选 I 得，电珠的额定电流 I。