高考物理 描繪小燈泡的伏安特型曲線基礎(chǔ)知識自學(xué)課件

1、 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小燈泡的伏安特性曲線并分析其規(guī)律。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.利用電流表測出通過小燈泡的電流，利用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U,I)值，在U-I坐標(biāo)系中描出各組對應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線了。 描繪小燈泡的伏安特性曲線 方式內(nèi)容限流接法分壓接法兩種接法電路圖負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍RE/(R+R0)UE0UE負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍E/(R+R0)IE/R0IE/R閉合S前觸頭位置b端a端對比說明串、并聯(lián)關(guān)系不同分壓電路調(diào)節(jié)范圍大分壓電路調(diào)節(jié)范圍大都是為了保護(hù)電路元件2.滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法 (2)限流電路、分壓電路的選擇原則：

2、 限流式適合測量阻值小的電阻(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)。分壓式適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)。因?yàn)镽x很小，限流式中滑動(dòng)變阻器分得電壓很大，調(diào)節(jié)范圍越大。Rx很大，分壓式中Rx幾乎不影響電壓的分配，觸頭移動(dòng)時(shí)，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)。 若采用限流式不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流，則必須選用分壓式。 若待測電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從一端滑到另一端時(shí)，待測電阻上的電流或電壓變

3、化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用分壓電路。 若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始連接可調(diào)，則必須采用分壓式電路。 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娐泛唵?、耗能低?四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.根據(jù)小燈泡上標(biāo)出的額定電壓和額定電流，選定電源的輸出電壓和電表的量程； 2.將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的電路； 3.將滑片移動(dòng)到右端，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，讀出并記錄多組U、I數(shù)值，將測量數(shù)據(jù)填入表格中； 4.斷開開關(guān)，拆除電路。 三、實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡(3.8 V,0.3 A)或(9 V,0.7 A)一個(gè)，電壓表(03 V15 V)與電流表(00.6 A3 A

4、)各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 )一個(gè)，學(xué)生低壓直流電源(或電池組)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙、鉛筆。 五、數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)中的U、I數(shù)據(jù)記入下表中U/V00.20.40.60.91.21.62.02.42.83.23.53.8I/A0 六、誤差分析 1.電表的精度和讀數(shù)帶來的誤差； 2.描點(diǎn)、作圖所帶來的誤差； 3.對圖象進(jìn)行分析計(jì)算所帶來的誤差。 (1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸、I為縱軸建立坐標(biāo)系，選取合適的標(biāo)度； (2)在坐標(biāo)紙上描出以上各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn)，用一條平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線。 七、注意事項(xiàng) 1.實(shí)驗(yàn)前注意檢查電表是否指零，如果不指零，要調(diào)節(jié)定位螺

5、絲使指針指零。經(jīng)過計(jì)算可知，小燈泡電阻較小，為了減小誤差，電流表采用外接法，為了使小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法； 2.實(shí)驗(yàn)過程中為了減小誤差，電壓表量程要進(jìn)行變換。當(dāng)U3 V時(shí)采用03 V量程；U3 V時(shí)采用015 V量程； 3.閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到一端，使開關(guān)閉合時(shí)小燈泡兩端的電壓能從零開始逐漸增大，在滑片移動(dòng)的過程中，加在小燈泡兩端的電壓不要超過小燈泡的額定電壓。 4.畫U-I圖線時(shí)，不要畫成折線，要用平滑曲線連接，如果有個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)該舍棄?？键c(diǎn)1 實(shí)驗(yàn)原理的考查【例1】在探究小燈泡的伏安特性實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：燈泡L、量程恰當(dāng)?shù)?電流

6、表A和電壓表V、直流電源E、滑動(dòng)變阻器R、開關(guān)S等，要求燈泡兩 端電壓從0 V開始變化。 (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用_接法(填“分壓”或“限流”)。 (2)某同學(xué)已連接如圖所示的電路，在連接最后一根導(dǎo)線的c端到直流電 源正極之前，請指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處，并說明如何改正。 A._。 B._。 【解析】(1)題目要求燈泡兩端電壓從0 V開始變化，因此滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法。 (3)電路連接正確后，分別測得兩只燈泡L1 和L2的伏安特性曲線如圖中I和II所示， 然后將燈泡L1、L2與電池組(電動(dòng)勢和 內(nèi)阻均恒定)連成如右圖所示電路。多 次測量后得到通過L1和L2的電流平均值 分別為0.3

7、0 A和0.60 A。 A.在圖中畫出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線。 B.由該曲線可知電池組的電動(dòng)勢為_V，內(nèi)阻為_。 (取2位有效數(shù)字) (1)當(dāng)要求電壓從0 V開始變化時(shí)，就應(yīng)選用分壓式接法。 (2)采用分壓式接法時(shí)，閉合開關(guān)前，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器所調(diào)節(jié)的電路處于短路狀態(tài)，而采用限流式接法時(shí)，閉合開關(guān)前，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器在所處的電路中阻值處于最大值。 (2)A.實(shí)驗(yàn)開始之前，應(yīng)把電路斷開，故開關(guān)S應(yīng)處于斷開狀態(tài)；B.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭放在該位置時(shí)，電壓幾乎全部加在小燈泡上，因此，小燈泡兩端的電壓過大，可能燒毀小燈泡。應(yīng)將其滑動(dòng)觸頭置于b端。(3)A.由于題圖中通過L1和L2的電流平均值分

8、別為0.30 A和0.60 A，且燈泡兩端電壓等于電源的路端電壓，所以連接I、II兩曲線端點(diǎn)的直線即為該電池組路端電壓和電流的關(guān)系曲線。 B.由該曲線可讀出電池組的電動(dòng)勢為4.6 V，內(nèi)阻r=|U/I|=4.6/1.72 =2.7 。現(xiàn)要測定一個(gè)額定電壓4 V、額定功率1.6 W的小燈泡(圖中用 表示)的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.1 V4 V?，F(xiàn)有器材：直流電源E(電動(dòng)勢4.5 V，內(nèi)阻不計(jì))，電壓表 (量程4.5 V，內(nèi)阻約為4104 )，電流表 (量程250 mA，內(nèi)阻約為2 )，電流表 (量程500 mA，內(nèi)阻約為1 )，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為30 )，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。如

9、果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是_，下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是_。甲考點(diǎn)2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 (1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線； (2)為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖所示，請指出圖線的特征，并解釋形成的原因。【例2】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測得電流電壓的 數(shù)據(jù)如下表所示：電流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2電壓U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.509.1211.46 (2)特點(diǎn)：電阻隨電流增大存在三個(gè)區(qū)間，電阻隨電流

10、的變化快慢不同：第一區(qū)間電流很小時(shí)，電阻變化不大；第二區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢。 【解析】(1)如圖所示某同學(xué)用圖所示電路，測標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象。(1)除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇： 電流表：A1(量程100 mA,內(nèi)阻約2 ) A2(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.3) 電壓表：V1(量程5 V，內(nèi)阻約5 k) V2(量程15 V，內(nèi)阻約15 k） 滑動(dòng)變阻器：R1(阻值范圍010 ) R2(阻值范圍02 k) 電源：E1(電動(dòng)勢為1.5 V，內(nèi)阻約為0.2 ) E2(

11、電動(dòng)勢為4 V，內(nèi)阻約為0.04 ) 為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，電壓表_，滑動(dòng)變阻器_，電源_。 (填器材的符號)(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R-U的圖象如圖所示，由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_ ；當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí)，燈絲電阻為_，燈泡實(shí)際消耗的電功率為_W。(3)根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系。符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_。A0.7811.51.5A2 V1R1E29、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/

12、10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:50:51 AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不

13、了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022

14、/10/1610/16/2022 1:50:51 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/16

15、2022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022

16、1:50:51 AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/10/162022/10/1616