高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實驗9 描繪小燈泡的伏安特性曲線課件

實驗九描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗九描繪小燈泡的伏安特性曲線 1實驗原理 用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在UI坐標系中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連起來 2實驗器材 小燈泡(3.8 V0.3 A)或(2.5 V0.6 A)一個、電壓表(0315 V)與電流表(00.63 A)各一個、滑動變阻器(最大阻值20 )一個、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干、坐標紙、鉛筆實驗要求3滑動變阻器的限流接法和分壓接法 4實驗步驟 (1)確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，原理圖連接好實驗電路 (2)把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S. (3)移動滑動變阻器滑片位置，測出多組不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開開關(guān)S. (4)拆除電路，整理儀器 1數(shù)據(jù)處理 (1)在坐標紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標系 (2)在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜) (3)將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線方法規(guī)律 2注意事項 (1)電路的連接方式 電流表應(yīng)采用外接法：因為小燈泡(3.8 V0.3 A)的電阻很小，與00.6 A的電流表串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大 滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接：目的是使小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化 (2)閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉合時小燈泡的電壓從零開始變化，同時也是為了防止開關(guān)剛閉合時因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲 (3)IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0 V左右繪點要密，以防出現(xiàn)較大誤差 (4)當小燈泡的電壓接近額定值時要緩慢增加，到額定值記錄I后馬上斷開開關(guān) (5)誤差較大的點要舍去，IU圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線 3誤差分析 (1)由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差 (2)電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差，要嚴格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)考點1數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例1由金屬絲制成的電阻阻值會隨溫度的升高而變大某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，親自動手通過實驗描繪這樣一個電阻器的伏安特性曲線可供選擇的實驗器材有： A待測電阻器Rx(2.5 V1.2 W) B電流表A(00.6 A，內(nèi)阻為1 ) C電壓表V(03 V，內(nèi)阻未知) D滑動變阻器(010 ，額定電流1 A) E電源(E3 V，內(nèi)阻r1 ) F定值電阻R0(阻值5 ) G開關(guān)一個和導(dǎo)線若干 (1)實驗時，該同學(xué)采用電流表內(nèi)接法，并且電阻器兩端電壓從零開始變化，請在方框內(nèi)畫出實驗電路圖 (3)該同學(xué)將本實驗中的電阻器Rx以及給定的定值電阻R0二者串聯(lián)起來，接在本實驗提供的電源兩端，則電阻器的實際功率是_W(結(jié)果保留2位小數(shù)) 思路剖析：(1)滑動變阻器兩端電壓從零開始，滑動變阻器采用什么接法？(2)如何畫滑動變阻器的伏安特性曲線？(3)如何求出電阻Rx實際消耗的功率？ 【答案】(1)見解析圖(2)見解析圖(3)0.32 【解析】(1)要使電阻器兩端電壓從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法電路如圖甲所示 練1要測繪一個標有“3 V0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V，并便于操作已選用的器材有： 電池組(電動勢為4.5 V，內(nèi)阻約1 )； 電流表(量程為0250 mA，內(nèi)阻約5 )； 電壓表(量程為03 V，內(nèi)阻約3 k)； 開關(guān)一個、導(dǎo)線若干 (1)實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的_(填字母代號) A滑動變阻器(最大阻值20 ， 額定電流1 A) B滑動變阻器(最大阻值1 750 ，額定電流0.3 A) (2)實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖_(填字母代號) (3)實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5 V，內(nèi)阻為5 的電源兩端，小燈泡消耗的功率是_W. 【答案】(1)A(2)B(3)0.1 描繪小燈泡的伏安特性曲線可以從以下方面進行改進與創(chuàng)新： 1描繪二極管的伏安特性曲線 2描繪太陽能電池在沒有光照時的伏安特性曲線 3測定小燈泡在不同電壓下的電功率，描繪小燈泡電功率P與兩端電壓的平方U2的曲線考點2實驗的改進與創(chuàng)新 例2硅光電池在無光照時不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件某實驗小組設(shè)計如圖甲電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負極接高電勢點，正極接低電勢點)，探究其在無光照時的反向伏安特性圖中電壓表的V1量程選用3 V，內(nèi)阻為6.0 k；電壓表V2量程選用15 V，內(nèi)阻約為30 k；R0為保護電阻；直流電源電動勢E約為12 V，內(nèi)阻不計 (1)根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙連接成完整電路 (2)用遮光罩罩住硅光電池，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R，讀出電壓表V1，V2的示數(shù)U1，U2. 某次測量時，電壓表V1示數(shù)如圖丙，則U1_V，可算出通過硅光電池的反向電流大小為_mA(結(jié)果保留2位小數(shù)) 該小組測出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U1，U2數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓Ux 和通過反向電流Ix(表中“”表示反向)，并在坐標紙上建立IxUx坐標系，標出了與表中前5組Ux，Ix數(shù)據(jù)對應(yīng)的5個坐標點請你標出余下的4個坐標點，并繪出IxUx圖線.組別123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.01.02.03.04.05.06.07.08.0Ix/mA0.000.000.010.020.040.070.120.190.29 由IxUx圖線可知，硅光電池 無光照下加反向電壓時，Ix與Ux呈_(填“線性”或“非線性”)關(guān)系 思路剖析：硅光電池在沒有光照時相當于電阻元件，根據(jù)歐姆定律可以計算得到硅光電池的反向電流在繪畫IxUx圖線時，要用平滑的曲線連接起來 練2太陽能是一種清潔、“綠色”的能源在我國上海舉辦的世博會上，大量利用了太陽能電池太陽能電池在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學(xué)器件某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時(沒有儲存電能)的IU特性所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干 (1)為了達到上述目的，請將圖甲連成一個完整的實驗電路圖 (2)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖乙所示的IU圖象，由圖可知，當電壓小于2.00 V時，太陽能電池的電阻_(填“很大”或“很小”)；當電壓為2.80 V時，太陽能電池的電阻約為_. 熱點題組一實驗的考查 1(2017屆遼寧五校聯(lián)考)從下表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑模瑴y量小電珠的伏安特性曲線，得到如圖的IU圖線.模擬精選 組合專練 器材(代號)規(guī)格電流表(A1)量程00.6 A，內(nèi)阻1 電流表(A2)量程03 A，內(nèi)阻1 電壓表(V1)量程03 V，內(nèi)阻約2 k電壓表(V2)量程015 V，內(nèi)阻約10 k滑動變阻器(R0)阻值025 電池(E)電動勢6 V，內(nèi)阻不計開關(guān)(S)導(dǎo)線若干 (1)在如圖甲所示的IU圖線中，A到B過程中小電珠電阻改變了_. (2)測量電路中電流表應(yīng)選用_(填代號)，電壓表應(yīng)選用_(填代號)，電流表應(yīng)采用_(填“內(nèi)”或“外”)接法 (3)在圖乙所示虛線框中用筆補畫完整實驗電路圖，要求變阻器滑片右移時，小電珠兩端電壓變大 【答案】(1)10 (2)A1V2外 (3)見解析圖 熱點題組二實驗的改進與創(chuàng)新 2(2017屆成都聯(lián)考)發(fā)光晶體二極管是電器上做指示燈用的一種電子元件它的電路符號為，正常使用時，帶“”號的一端接高電勢，帶“”號的一端接低電勢某同學(xué)用實驗的方法測得它兩端的電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示.U/V00.20.40.60.81.01.21.4I/mA00.40.91.52.33.24.35.4U/V1.61.82.02.22.42.62.83.0I/mA6.89.3121519243037 (1)在下面的虛線框內(nèi)畫出該同學(xué)的實驗電路圖(實驗中所用電壓表的內(nèi)阻RV約為10 k，電流表的內(nèi)阻R mA約為100 ) (2)在小方格紙上用描點法畫出二極管的IU圖象 (3)若發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.0 V，而電源是由內(nèi)阻不計、電動勢為1.5 V的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的根據(jù)畫出的伏安特性曲線上的信息分析，應(yīng)該串聯(lián)一個阻值多大的電阻后與電源接成閉合電路，才能使二極管工作處于最佳狀態(tài)？_.