2018屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 實驗 專題 描繪小燈泡的伏安特性曲線導(dǎo)學(xué)案1

1、實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線知識梳理注意事項1電流表外接法：本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法。2滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實驗要作出UI圖象，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。3保護元件安全：為保護元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端。加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓。誤差分析1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值。2測量時讀數(shù)帶來誤差。3在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差。熱點突破熱點一儀器選擇和電路設(shè)計【例1】2016天津理

2、綜，9(3)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整?？晒┰撏瑢W(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻等于3 k)電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻等于15 k)電流表A1(量程0200 mA，內(nèi)阻等于10 )電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻等于0.1 )滑動變阻器R1(010 ，額定電流2 A)滑動變阻器R2(01 k，額定電流0.5 A)定值電阻R3(阻值等于1 )定值電阻R4(阻值等于10 )定值電阻R5(阻值等于1 k)電源E(E6 V，內(nèi)阻不計)(1)請畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的

3、符號旁。(2)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_。解析(1)用電壓表V1和R5串聯(lián)，可改裝成量程為U(rgR5)(31) V4 V的電壓表；用量程為200 mA 的電流表A1與定值電阻R4并聯(lián)可改裝為量程為IIg0.2 A0.4 A的電流表；待測小燈泡的阻值較小，故采用電流表外接，電路圖見答案。(2)小燈泡的電阻隨溫度升高而變大，故該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)該是B。答案(1)如圖所示(2)B熱點二實驗數(shù)據(jù)處理與分析【例2】2015福建理綜，19(2)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖1甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。(1)實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電

4、流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接；圖1(2)某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_A；(3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將_只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為_W(保留兩位小數(shù))解析(1)實物接線圖見答案；(2)由圖知電流表量程為0.6 A，所以讀數(shù)為0.44 A；(3)電源內(nèi)阻為1 ，所以當(dāng)外電路總電阻等于電源內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，即小電珠的總功率最大，此時外電路電壓等于內(nèi)電壓等于1.5 V，由圖丙知當(dāng)小電珠電

5、壓等于1.5 V時電流約為0.38 A，此時電阻約為R3.95 4 ，并聯(lián)后的總電阻為1 ，所以需要4個小電珠并聯(lián)，小電珠消耗的總功率約為P W2.25 W。答案(1)連線如圖所示(2)0.44(3)42.25熱點三實驗的拓展與創(chuàng)新以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點。1以實驗原理及實驗方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系。2實驗對象的變遷3數(shù)據(jù)處理方式的改進采用“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進行實驗數(shù)據(jù)的采集和處理?！纠?】某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 k)、電流表(內(nèi)阻約為1 )、

6、定值電阻等。圖2(1)使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖2(a)所示，讀數(shù)為_。據(jù)此應(yīng)選擇圖2中的 _(填“b”或“c”)電路進行實驗。(2)連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸_(填“增大”或“減小”)；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實驗。圖3(3)圖3(a)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的UI圖線，由圖可判斷元件_(填“X”或“Y”)是非線性元件。(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R21 的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r，電路如圖3(b)所示。閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.

7、00 V，利用圖3(a)可算得E_V，r_(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)。解析(1)歐姆表的讀數(shù)R示數(shù)倍率，得R10 ；根據(jù)實驗電路產(chǎn)生誤差的原因知應(yīng)選用電流表外接，故選擇“b”電路進行實驗。(2)滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，R左增大，待測電阻兩端的電壓增大，所以電流表的示數(shù)增大。(3)根據(jù)伏安特性曲線知，X為線性元件，Y為非線性元件，且RX10 。(4)由閉合電路歐姆定律：S1、S2均閉合，有U1RXS1閉合，S2斷開，有U2RX解以上兩式得r0.50 ，E3.2 V答案(1)10b(2)增大(3)Y(4)3.20.50隨堂檢測1圖4是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性

8、曲線”實驗的實物連接圖。圖4圖5(1) 根據(jù)圖4在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖；（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖5中的、所示，電流表量程為0.6 A，電壓表量程為3 V。所示讀數(shù)為：、。兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為和。2.有一個額定電壓為2.8 V，額定功率約為0.8 W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個燈泡的IU圖線，有下列器材供選用：圖6A.電壓表（03 V，內(nèi)阻6 k）B.電壓表（015 V，內(nèi)阻30 k）；C.電流表（03 A，內(nèi)阻0.1 ）；D.電流表（00.6 A，內(nèi)阻0.5 ）；E.滑動變阻器（10 ，2 A）；F.滑動變阻器（200 ，0.5 A）；G.蓄電池（電動勢6

9、 V，內(nèi)阻不計）。（1）用如圖6甲所示的電路進行測量，電壓表應(yīng)選用，電流表應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用。（用字母序號表示）（2）通過實驗測得此燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。由圖線可求得此燈泡在正常工作時的電阻為，此時燈泡的功率為W。（3）若將此燈泡與電動勢為6 V、內(nèi)阻不計的電源連接，要使燈泡正常發(fā)光，需串聯(lián)一個阻值為的電阻。參考答案1.解析（1）描繪小燈泡的伏安特性曲線需要測量電壓范圍大，變阻器用分壓接法，小燈泡電阻比較小，電流表要外接，電路圖如圖所示。（2）電流表量程為0.6 A時，最小刻度為0.02 A，讀數(shù)讀到小數(shù)點后兩位，所以表示數(shù)為0.10 A，表示數(shù)為0.24 A；電壓表量程為3 V，最小刻度為0.1 V，應(yīng)估讀到0.01 V，所以表示數(shù)為2.00 V，表示數(shù)為0.27 V，根據(jù)歐姆定律R18.3 ，R2 2.7 。答案（1）見解析（2）0.10 A0.24 A2.00 V0.27 V（0.270.01均可）；8.3 （8.30.1均可）2.7 （2.70.1均可）2.解析（1）小燈泡的額定電壓為2.8 V，故電壓表應(yīng)選用03 V 量程的A；小燈泡的額定功率為0.8 W，故小燈泡的額定電流約為0.3 A，電流表應(yīng)選取00.6 A量程的D；滑動變阻器應(yīng)選擇阻值較小的E，便于調(diào)節(jié)。（2）根據(jù)題圖乙可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2.8 V時，對應(yīng)的