《2012 高考物理創(chuàng)新案例(人教版)實(shí)驗(yàn)九 描繪小電珠的伏安特性曲線》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2012 高考物理創(chuàng)新案例(人教版)實(shí)驗(yàn)九 描繪小電珠的伏安特性曲線（52頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小電珠的伏安特性曲線2分析伏安特性曲線的變化規(guī)律 二、實(shí)驗(yàn)原理1用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流，用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓，測(cè)出多組(U，I)值，在UI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)連起來(lái)2電流表外接：因?yàn)樾‰娭榈碾娮韬苄?，如果電流表?nèi)接，誤差明顯較大；滑動(dòng)變阻器采用分壓式：使電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化 3滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法(1 )兩種接法比較方式內(nèi)容限流接法分壓接法對(duì)比說(shuō)明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同 (2 )兩種接法的適用條件限流式接法適合測(cè)量阻值小的電阻(與滑動(dòng)變阻器總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)因?yàn)镽x小，限流式中滑動(dòng)變阻器

2、分得電壓大，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭調(diào)節(jié)范圍大分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(比滑動(dòng)變阻器的總電阻大)因?yàn)镽x大，分壓式中Rx幾乎不影響電壓的分配，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭電壓變化明顯，便于調(diào)節(jié) 以下幾種情況必須采用分壓接法：a若采用限流式不能控制電路中電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即不論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，待測(cè)電阻上的電流(或電壓)都會(huì)超過(guò)電流表(或電壓表)的量程，或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流，則必須選用分壓式接法b若待測(cè)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(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，不利于多次測(cè)量求平均值，此時(shí)，應(yīng)改用分壓式接法 c若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始連續(xù)

3、可調(diào)，則必須采用分壓式接法在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?jiǎn)單、耗能低4儀器的選擇(1 )電表的選擇：先估算電流或電壓值，在選擇電流表或電壓表時(shí)，應(yīng)使指針達(dá)到半偏以上 (2 )滑動(dòng)變阻器的選擇：實(shí)驗(yàn)電路若采用限流式接法，一般選用阻值適當(dāng)大一些的滑動(dòng)變阻器，但不可過(guò)大；實(shí)驗(yàn)電路若采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小一些的滑動(dòng)變阻器，以便于調(diào)節(jié)，但要注意其額定電壓和額定電流值(3 )電源的選擇：綜合考慮小電珠、電壓表、電流表的量程以及滑動(dòng)變阻器的阻值，保證能為實(shí)驗(yàn)提供合適的電流或電壓 三、實(shí)驗(yàn)器材 小電珠，電壓表與電流表，滑動(dòng)變阻器，學(xué)生低壓直流電源(或電池組)，開(kāi)關(guān)，

4、導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙、鉛筆 四、實(shí)驗(yàn)操作1實(shí)驗(yàn)步驟(1 )根據(jù)小電珠上標(biāo)示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 )將小電珠、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖實(shí)91所示的電路；圖實(shí)91 (3 )將滑動(dòng)變阻器的觸頭移動(dòng)到右端，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出并記錄多組U、I數(shù)值，將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中；(4 )斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除電路，整理儀器 2數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)中的U、I數(shù)據(jù)記入下表中：U/V 0 0.2 0.4 0.6 0.9 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.8I/A 0 (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；

5、(2 )在坐標(biāo)紙上描出以上各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用一條平滑的曲線把這些點(diǎn)連起來(lái)，得到小電珠的伏安特性曲線 五、注意事項(xiàng)1電路的連接方式：電流表應(yīng)采用外接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接2閉合開(kāi)關(guān)前，滑片應(yīng)移到使小電珠的電壓為0的一端3在IU圖線彎曲處，繪點(diǎn)要密4IU圖線上各點(diǎn)要用平滑曲線連接 六、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(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來(lái)誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，作圖帶來(lái)誤差 例1(2011海淀模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下：器材規(guī)格器材規(guī)格小電珠標(biāo)有“3.8 V，”字樣滑動(dòng)變阻器R1

6、最大阻值10 ，額定電流電壓表V量程05 V，內(nèi)阻約5 k滑動(dòng)變阻器R2最大值1 k，額定電流電流表A1量程0100 mA，內(nèi)阻約4 直流電源E電動(dòng)勢(shì)約為6 V，內(nèi)阻約為0.5 電流表A 2量程0500 mA，內(nèi)阻約0.4 導(dǎo)線、電鍵等 (1 )在上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_；電流表應(yīng)選_(2 )在圖實(shí)92中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，把實(shí)驗(yàn)儀器連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)92 (3 )利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在IU坐標(biāo)系中，描繪出了圖實(shí)93所示的小電珠的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出圖實(shí)94中正確的是(圖中P為小電珠功率)_圖實(shí)93 圖實(shí)94 圖實(shí)95 答 案 (1)R1A2(2)見(jiàn)解析圖(3

7、)BD 例2(2 0 1 0 浙江高考)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)得電流電壓的數(shù)據(jù)如下表所示：電流I/mA 2.7 5.4 12.4 19.5 27.8 36.4 47.1 56.1 69.6 81.7 93.2電壓U/V 0.04 0.08 0.21 0.54 1.30 2.20 3.52 4.77 6.90 9.12 11.46 (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實(shí)96所示；請(qǐng)指出圖線的特征，并解釋形成的原因圖實(shí)96 解析(1 )圖實(shí)97 (2 )電阻隨電流增大存在三個(gè)區(qū)間，電阻隨電流的變化

8、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，電阻增大也變慢答案見(jiàn)解析 1在描繪小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，采用如圖實(shí)98所示的電路，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電流表的示數(shù)變化而電壓表的指針不動(dòng)，下列原因可能的是 ()A燈泡中燈絲已燒斷B滑片接觸不良C燈泡內(nèi)部短路D滑動(dòng)變阻器A端接觸不良圖實(shí)98 解析：由圖知，若電壓表的電阻無(wú)窮大，移動(dòng)滑片時(shí)，因電流表示數(shù)有變化，故和電流表串聯(lián)的回路中不存在斷點(diǎn)，故A錯(cuò)若滑片接觸不良，電路中不可能有電流，故B錯(cuò)若滑動(dòng)變阻器A端接觸不良，滑片移動(dòng)時(shí)電流表和電壓表讀數(shù)均變，故D錯(cuò)若燈

9、泡內(nèi)部短路則燈泡兩端電壓為零，電壓表指針不變，移動(dòng)滑片時(shí)，只有電流表指針變化，故選C.答案： C 2在如圖實(shí)99甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為3 .0 V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后 ()圖實(shí)99 A通過(guò)L1的電流為通過(guò)L2的電流的2倍BL1的電阻為7 .5 CL1消耗的電功率為0 .7 5 WDL2消耗的電功率為0 .3 7 5 W 答 案 ： C 3(2 0 1 1 馬鞍山質(zhì)檢)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，(1 )下面有四個(gè)電路圖，你在實(shí)驗(yàn)中采用的電路圖是：_.圖實(shí)91 (2 )在實(shí)驗(yàn)中得到的小燈泡的IU特

10、性曲線是一條_線(填“直”或“曲”)，這表明小燈泡的電阻隨溫度升高而_(填“增大”、“減小”或“不變”) 解析：(1 )電流表應(yīng)外接，變阻器應(yīng)采用分壓電路，選D.(2 )小燈泡的燈絲是金屬做的，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，所以小燈泡的IU特性曲線是一條曲線，這表明小燈泡的電阻隨溫度升高而增大答案：(1)D(2)曲增大 4用圖實(shí)911(a)中所給的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)“12 V,5 W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3 A和0.6 A兩擋，內(nèi)阻可忽略，電壓表有15 V和3 V兩擋，內(nèi)阻很大，測(cè)量時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從0 V調(diào)到12 V. 圖實(shí)91 1 (1 )按要求在實(shí)物圖

11、上連線；(2 )某次測(cè)量時(shí)電流表的指針位置如圖(b)所示，其計(jì)數(shù)為_(kāi) A. 解析：對(duì)于“12 V,5 W”的小燈泡其額定電流大約是I5/12 A0.6 A，故安培表的量程應(yīng)選00.6 A，根據(jù)測(cè)量要求，電壓連續(xù)地從0 V調(diào)到12 V，應(yīng)接成分壓電路，又因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻可忽略，電壓表內(nèi)阻很大，對(duì)電路無(wú)影響，電流表內(nèi)接或外接都可以，故電路連接如圖所示電流表讀數(shù)為0.24 A. 答 案 ： (1)見(jiàn) 解 析 圖 (2)0.24 5在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，除有一標(biāo)有“6 V，1.5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有：A直流電源6 V(內(nèi)阻不計(jì))B直流電流表03 A(內(nèi)阻0.1 以下)C直

12、流電流表0300 mA(內(nèi)阻約為5 )D直流電壓表010 V(內(nèi)阻約為15 k)E滑動(dòng)變阻器10 ，2 AF滑動(dòng)變阻器1 k，0.5 A實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開(kāi)始變化并能進(jìn)行多次測(cè)量 (1 )實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(均用序號(hào)表示)(2 )在方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(3 )試將圖實(shí)91 2所示器材連成實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)91 2 答案：(1 )CE(2 )實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 (3 )實(shí)物圖連線如圖所示 6有一個(gè)標(biāo)有“12 V,24 W”的燈泡，為了測(cè)定它在不同電壓下的實(shí)際功率和額定電壓下的功率，需測(cè)定燈泡兩端的電壓和通過(guò)燈泡的電流，現(xiàn)有如下器材：A直流電源15 V(內(nèi)阻可不計(jì))B直流電

13、流表00.6 A3 A(內(nèi)阻0.5 、0.1 )C直流電流表0300 mA(內(nèi)阻約5 )D直流電壓表03 V15 V(內(nèi)阻約3 k、15 k)E直流電壓表025 V(內(nèi)阻約200 k)F滑動(dòng)變阻器10 、5 AG滑動(dòng)變阻器1 k、3 A (1)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已放置開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干及燈泡，為了完成實(shí)驗(yàn)，需要從上述器材中再選用_(用序號(hào)字母表示)(2)在下面的虛線框內(nèi)畫(huà)出最合理的實(shí)驗(yàn)原理圖 (3 )若測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖線如圖實(shí)91 3所示，由這條曲線可得出：正常發(fā)光條件下，燈絲消耗的電功率是_圖實(shí)91 3 (4 )如果燈絲電阻與(t2 7 3 )的大小成正比，其中t為燈絲攝氏溫度值，室溫t2 7 ，則正常發(fā)光時(shí)燈絲的溫度是_ . 答 案 ： (1)ABDF (2)見(jiàn) 解 析 圖 (3)23.2 W (4)1587