高考物理 一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十一 描繪小燈泡的伏安特性曲線課件

實(shí)驗(yàn)十一描繪小燈泡的伏安實(shí)驗(yàn)十一描繪小燈泡的伏安特性曲線特性曲線本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備經(jīng)典例題展示經(jīng)典例題展示創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線2分析曲線的變化規(guī)律分析曲線的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1用電流表測(cè)出流過小燈泡的電流用電流表測(cè)出流過小燈泡的電流,用電壓表測(cè)出小燈泡兩端用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，測(cè)出多組的電壓，測(cè)出多組(U，I)值，在值，在UI坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來2電流表外接：因?yàn)樾襞蓦娮韬苄?，如果電流表?nèi)接，誤電流表外接：因?yàn)樾襞蓦娮韬苄?，如果電流表?nèi)接，誤差明顯較大差明顯較大滑動(dòng)變阻器采用分壓式：使電壓能從滑動(dòng)變阻器采用分壓式：使電壓能從0開始連續(xù)變化開始連續(xù)變化實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材小燈泡小燈泡(“4 V,0.7 A”或或“3.8 V,0.3 A”)、4 V6 V學(xué)生電源、滑動(dòng)學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1按圖連接好實(shí)驗(yàn)電路按圖連接好實(shí)驗(yàn)電路2把滑動(dòng)變阻器的滑片把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)節(jié)到調(diào)節(jié)到a端，電路經(jīng)檢查無誤后，閉端，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)合開關(guān)S.3改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)壓表的示數(shù)I和和U，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.4在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來，便得到伏安特性示電壓，用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來，便得到伏安特性曲線曲線5整理實(shí)驗(yàn)器材整理實(shí)驗(yàn)器材誤差分析誤差分析1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對(duì)電路的影由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差，電流表外接，則電流表示數(shù)偏大響會(huì)帶來誤差，電流表外接，則電流表示數(shù)偏大2測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來誤差測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來誤差3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法須采用電流表外接法2本實(shí)驗(yàn)要作出本實(shí)驗(yàn)要作出UI圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法3為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的的a端端4加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓5連圖線時(shí)曲線要平滑，不在圖線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在連圖線時(shí)曲線要平滑，不在圖線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè)，絕對(duì)不要畫成折線圖線兩側(cè)，絕對(duì)不要畫成折線拓展創(chuàng)新拓展創(chuàng)新由于人工讀數(shù)和繪制伏安特性曲線時(shí)存在較大誤差，故可采用由于人工讀數(shù)和繪制伏安特性曲線時(shí)存在較大誤差，故可采用“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，如圖所示，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，如圖所示，電流和電壓均可由傳感器測(cè)出，并能得到盡可能多的連續(xù)的且電流和電壓均可由傳感器測(cè)出，并能得到盡可能多的連續(xù)的且差距不太大的數(shù)據(jù)，然后輸入電腦，由電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，差距不太大的數(shù)據(jù)，然后輸入電腦，由電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)偏差很大的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)取舍，再進(jìn)行繪圖，便得到小燈泡對(duì)偏差很大的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)取舍，再進(jìn)行繪圖，便得到小燈泡的伏安特性曲線的伏安特性曲線滑動(dòng)變阻器限流接法和分壓接法的選擇滑動(dòng)變阻器限流接法和分壓接法的選擇1兩種接法比較兩種接法比較方式方式內(nèi)容內(nèi)容限流接法限流接法分壓接法分壓接法對(duì)比說明對(duì)比說明兩種接法兩種接法電路圖電路圖串、并聯(lián)關(guān)串、并聯(lián)關(guān)系不同系不同2.限流電路、分壓電路的選擇原則限流電路、分壓電路的選擇原則限流式適合測(cè)量阻值小的電阻限流式適合測(cè)量阻值小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)分壓式適合測(cè)量阻值分壓式適合測(cè)量阻值較大的電阻較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)兩種電路均兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃墒褂玫那闆r下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單、耗能低電路簡(jiǎn)單、耗能低下列三種情況下，必須采用分壓接法下列三種情況下，必須采用分壓接法(1)要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)變化要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)變化(2)采用限流接法，電路中的最小電流采用限流接法，電路中的最小電流(電壓電壓)超過儀表量程或超過儀表量程或電阻的最大允許電流電阻的最大允許電流(3)滑動(dòng)變阻器遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻阻值滑動(dòng)變阻器遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器經(jīng)典例題展示經(jīng)典例題展示例例1考點(diǎn)考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)步驟及原理的考查實(shí)驗(yàn)步驟及原理的考查 (2012高考安徽卷高考安徽卷)如圖為如圖為“描繪小燈泡伏安特性曲線描繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5 V.(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，_；閉合開關(guān)后，逐漸移動(dòng)變阻器的滑片，閉合開關(guān)后，逐漸移動(dòng)變阻器的滑片，_；斷開開關(guān)，斷開開關(guān)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線的伏安特性曲線(2)在虛線框中畫出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖在虛線框中畫出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖【解析】【解析】(1)滑動(dòng)變阻器在最左端時(shí)，小燈泡電壓最小，滑動(dòng)變阻器在最左端時(shí)，小燈泡電壓最小，為了保護(hù)小燈泡不被燒壞，因此在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器為了保護(hù)小燈泡不被燒壞，因此在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處在最左端的滑片應(yīng)處在最左端在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)注視電壓在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)注視電壓表的示數(shù)，不能超過小燈泡的額定電壓表的示數(shù)，不能超過小燈泡的額定電壓(2)根據(jù)實(shí)物圖畫出原理圖如圖所示：根據(jù)實(shí)物圖畫出原理圖如圖所示：【答案】【答案】(1)使它靠近變阻器左端的接線柱使它靠近變阻器左端的接線柱增加小燈增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達(dá)到額定電壓達(dá)到額定電壓(2)見解析圖見解析圖例例2考點(diǎn)考點(diǎn)2對(duì)本實(shí)驗(yàn)的綜合考查對(duì)本實(shí)驗(yàn)的綜合考查 (2011高考廣東卷高考廣東卷)在在“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：小燈泡實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：小燈泡(2.5 V,0.6 W)，滑動(dòng)變阻器，多，滑動(dòng)變阻器，多用電表，電流表，學(xué)生電源，開關(guān)，導(dǎo)線若干用電表，電流表，學(xué)生電源，開關(guān)，導(dǎo)線若干(1)粗測(cè)小燈泡的電阻，應(yīng)選擇多用電表粗測(cè)小燈泡的電阻，應(yīng)選擇多用電表_倍率的電阻倍率的電阻擋擋(請(qǐng)?zhí)顚懻?qǐng)?zhí)顚憽?”、“10”或或“100”)；調(diào)零后，將表筆；調(diào)零后，將表筆分別與小燈泡的兩極連接，示數(shù)如圖甲，結(jié)果為分別與小燈泡的兩極連接，示數(shù)如圖甲，結(jié)果為_ .(2)實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)量電壓，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖乙完成實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)量電壓，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖乙完成實(shí)物圖丙中的連線實(shí)物圖丙中的連線(3)開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于置于_端為端為使小燈泡亮度增加，使小燈泡亮度增加，P應(yīng)由中點(diǎn)向應(yīng)由中點(diǎn)向_端滑動(dòng)端滑動(dòng)(4)下表為電壓等間隔變化測(cè)得的數(shù)據(jù)為了獲得更準(zhǔn)確的實(shí)下表為電壓等間隔變化測(cè)得的數(shù)據(jù)為了獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)圖象，必須在相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)驗(yàn)圖象，必須在相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)_間多測(cè)幾組數(shù)據(jù)間多測(cè)幾組數(shù)據(jù)(請(qǐng)?zhí)顚懻?qǐng)?zhí)顚憽癮b”、“bc”、“cd”、“de”或或“ef”).數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.000 0.122 0.156 0.185 0.2160.244【答案】【答案】(1)17.5(2)如圖所示如圖所示(3)ab(4)ab創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析【范例】【范例】(2011高考山東卷高考山東卷)某同學(xué)利用圖甲所示電路，探究某同學(xué)利用圖甲所示電路，探究了電源在不同負(fù)載下的輸出功率了電源在不同負(fù)載下的輸出功率(1)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)诮o出的直角坐標(biāo)系所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)诮o出的直角坐標(biāo)系(圖乙圖乙)上畫出上畫出UI圖象圖象.U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.55(2)根據(jù)所畫根據(jù)所畫UI圖象，可求得電流圖象，可求得電流I0.20 A時(shí)電源的輸出功時(shí)電源的輸出功率為率為_W(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)(3)實(shí)驗(yàn)完成后，該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了反思，認(rèn)為按下圖電實(shí)驗(yàn)完成后，該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了反思，認(rèn)為按下圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過程中存在安全隱患，并對(duì)電路重新設(shè)計(jì)路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過程中存在安全隱患，并對(duì)電路重新設(shè)計(jì)。在如圖所示的電路中，你認(rèn)為既能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸在如圖所示的電路中，你認(rèn)為既能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是出功率，又能消除安全隱患的是_(Rx阻值未知阻值未知)【解析】【解析】(1)描點(diǎn)連線操作需要注意的是實(shí)驗(yàn)中有一個(gè)特殊描點(diǎn)連線操作需要注意的是實(shí)驗(yàn)中有一個(gè)特殊的的“壞點(diǎn)壞點(diǎn)”(電流為電流為0.35 A時(shí)時(shí))，連線時(shí)要忽略它的存在圖，連線時(shí)要忽略它的存在圖象如下：象如下：(2)通過圖象可得通過圖象可得I0.2 A時(shí)時(shí)U1.84 V故故PUI0.37 W.(3)為了測(cè)電源輸出功率，電壓表必須測(cè)出路端電壓，為了測(cè)電源輸出功率，電壓表必須測(cè)出路端電壓，d錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；a項(xiàng)中并聯(lián)項(xiàng)中并聯(lián)Rx不起作用，不起作用，a錯(cuò)誤；故選錯(cuò)誤；故選b、c.【答案】【答案】(1)見解析圖見解析圖(2)0.37(3)bc【名師點(diǎn)評(píng)】【名師點(diǎn)評(píng)】本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處有兩點(diǎn)：本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處有兩點(diǎn)：(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新，由原來測(cè)小電珠伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新，由原來測(cè)小電珠伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改為測(cè)電源的輸出功率改為測(cè)電源的輸出功率(2)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，為更安全的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在原來原理實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，為更安全的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在原來原理圖的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)圖的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)