《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題七 實(shí)驗(yàn)八 描繪小燈泡的伏安特性曲線課件 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題七 實(shí)驗(yàn)八 描繪小燈泡的伏安特性曲線課件 新人教版（52頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)八描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)來描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律.實(shí)驗(yàn)原理金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而_，從而使得金屬導(dǎo)體的電阻隨_變化而發(fā)生相應(yīng)的變化.一個(gè)燈泡，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值可能相差幾倍到幾十倍.它的伏安特性曲線并不是一條_，即燈絲的電阻是非_的.本實(shí)驗(yàn)通過描繪伏安特性曲線的方法來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)其阻值的變化，從而了解它的導(dǎo)電特性.增大溫度直線線性實(shí)驗(yàn)器材小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙.實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)步驟(1)按電路圖連接好電路.實(shí)驗(yàn)電路圖如圖 S8-1 所示；實(shí)物接線圖如圖 S8-2 所

2、示.圖 S8-1圖 S8-2(2)檢查無誤后，將滑片調(diào)節(jié)至最左邊附近，閉合電鍵，讀出一組 U、I 值，記錄在表格中.(3)再向右依次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到不同位置，讀出十組不同的 U、I 值，記錄在表格中.(4)斷開電鍵，整理好器材.次數(shù)/n12345678910電壓/U電流/I數(shù)據(jù)分析(1)在坐標(biāo)紙上以 U 為橫軸，以 I 為縱軸，并選取適當(dāng)?shù)膯挝?(2)用描點(diǎn)法在坐標(biāo)紙上標(biāo)出各組 I、U 值的對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置.(3)用平滑曲線將各點(diǎn)依次連接起來.(4)分析小燈泡伏安特性曲線的變化規(guī)律.實(shí)驗(yàn)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)電路的影響會(huì)帶來誤差.(2)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖

3、會(huì)帶來誤差.注意事項(xiàng)(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，測(cè)量電路應(yīng)采用電流表外接法.(2)為使小燈泡上的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接.【基礎(chǔ)檢測(cè)】(2013 年江蘇卷)為探究小燈泡的電功率 P 和電壓 U 的關(guān)系，小明測(cè)量小燈泡的電壓 U 和電流 I，利用 PUI 得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V1.8 W”，電源為 12 V 的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 10 .(1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖 S8-3 所示.請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置.(用筆畫線代替導(dǎo)線)圖 S8-3圖 S8-4(2)現(xiàn)有 10 、20 和 50 的定值電阻，電路中的電阻 R0應(yīng)選_的定值電阻

4、.(3)測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除_兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材.(4)小明處理數(shù)據(jù)后將 P、U2 描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖 S8-4 所示.請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?答案：(1)連線如圖 D32 所示.(2)10(3)電池(4)圖線不應(yīng)畫為直線；橫坐標(biāo)的標(biāo)度不合適圖 D32控制方式限流式分壓式電路組成考點(diǎn)1滑動(dòng)變阻器的分壓式與限流式的接法重點(diǎn)歸納1.兩種控制電路的比較控制方式限流式分壓式負(fù)載 RL 上電壓調(diào)節(jié)范圍0ULE負(fù)載 RL 上電流調(diào)節(jié)范圍閉合開關(guān)前觸頭應(yīng)處位置b 端a 端比較(1)分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大(2)限流電路能耗較小(續(xù)表)2.兩種控制電路的選擇

5、(1)下列三種情況必須選用分壓式接法要求回路中某部分電路的電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路).當(dāng)用電器的電阻 RL 遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值 R0，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù))時(shí)(因?yàn)槿粲孟蘖鞣?，RL 兩端電壓變化不明顯).若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過 RL 的額定值時(shí)，只能采用分壓接法.(2)下列情況可選用限流式接法測(cè)量時(shí)電路的電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測(cè)量，且 RL 與 R0 接近或 RL 略小于 R0，采用限流式接法.電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓

6、式接法的要求時(shí)，采用限流式接法.沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素，采用限流式接法. 典例剖析例 1：(2016 年貴州遵義三模)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究小燈泡 L 的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：小燈泡 L，規(guī)格“4.0 V0.7 A”；電流表電流表電壓表，量程 3 A，內(nèi)阻約為 0.1 ；，量程 0.6 A，內(nèi)阻 r20.2 ；，量程 3 V，內(nèi)阻 rV9 k；標(biāo)準(zhǔn)電阻 R1，阻值 1 ；標(biāo)準(zhǔn)電阻 R2，阻值 3 k；滑動(dòng)變阻器 R，阻值范圍 010 ；學(xué)生電源 E，電動(dòng)勢(shì) 6 V，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān) S 及導(dǎo)線若干.甲乙丙丁圖 S8-5(1)

7、甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖 S8-5 甲所示的電路來進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)通過 L 的電流為 0.46 A 時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_V，此時(shí) L 的電阻為_.(2)乙同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路來進(jìn)行測(cè)量，電壓表指針指在最大刻度時(shí)，加在 L 上的電壓值是_V.(3)學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想更準(zhǔn)確地描繪出 L 完整的伏安特性曲線，需要重新設(shè)計(jì)電路.請(qǐng)你在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上利用所供器材，在圖丁所示的虛線框內(nèi)補(bǔ)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號(hào).解析：(1)因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨? V，所以分度值為0.1 V，(2)串聯(lián)一個(gè)定值電阻，相當(dāng)于增加了電壓表的量程，因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻和R2 之比為31，故根據(jù)歐姆定律可得電壓

8、表兩端的電壓與電阻 R2 兩端的電壓之比為3 1，因?yàn)殡妷罕頋M偏，故電壓表示數(shù)為 3 V，所以定值電阻 R2 兩端的電壓為1 V，故 L上的電壓為 4 V.(3)首先電流表的量程太大,誤差太大,應(yīng)使用電流表 ，而 的量程小于小燈泡的額定電流，所以需要將電流表的量程并聯(lián)一個(gè)分流電阻，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖增大，所以給電流表S8-6(a)或圖(b)所示.(a)答案：(1)2.30 5 (2)4(b)圖 S8-6(3)如圖 S8-6(a)或(b)所示.【考點(diǎn)練透】1.(2015 年寧夏銀川校級(jí)一模)半導(dǎo)體壓阻傳感器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空、化工、航海、動(dòng)力和醫(yī)療等部門，它們是根據(jù)“壓阻效應(yīng)”：就是某些固體材料受

9、到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化的現(xiàn)象.現(xiàn)用如圖 S8-7 甲所示的電路研究某長(zhǎng)薄板電阻 Rx 的壓阻效應(yīng)，已知 Rx 的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：甲乙圖 S8-7A.電源 E(3 V，內(nèi)阻約為 1 )B.電流表 (0.6 A，內(nèi)阻 r15 )C.電流表(0.6 A，內(nèi)阻 r2 約為 1 )D.開關(guān) S，定值電阻 R0(1)為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻 Rx 的阻值，請(qǐng)根據(jù)圖 7-5 甲虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)，甲表選用_(填或)，乙表選用_(填或).(2)在電阻 Rx 上加一個(gè)豎直向下的力 F(設(shè)豎直向下為正方向)，閉合開關(guān) S，記下電表讀數(shù)，A1 的讀數(shù)為 I1，A2

10、 的讀數(shù)為I2，得 Rx_(用字母表示).(3)改變力的大小，得到不同的 Rx 值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的 Rx 值，最后繪成的圖象如圖 7-5 乙所示.當(dāng) F 豎直向下(設(shè)豎直向下為正方向)時(shí)，可得 Rx 與所受壓力 F 的數(shù)值關(guān)系是 Rx_.(各物理量單位均為國(guó)際單位)(4)定值電阻 R0 的阻值應(yīng)該選用_.A.1 C.10 B.5 D.20 解析：(1)測(cè)電阻阻值需要測(cè)出電阻兩端電壓與通過電阻的電流，所給實(shí)驗(yàn)器材沒有電壓表，可以用已知內(nèi)阻的電流表 與待測(cè)電阻并聯(lián)，測(cè)出電阻兩端電壓，另一個(gè)電流表串聯(lián)在電路中測(cè)電路電流，故甲表用；乙表用.(2)電阻Rx兩端電

11、壓UI1r1，通過電阻Rx的電流II2I1，.(3)由圖2 所示圖象可知，圖象具有對(duì)稱性，當(dāng)正反向壓力大小相等時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻阻值相等；由圖象可知，電阻與壓力是一次函數(shù)關(guān)系，設(shè)為RxR1kF，由圖象可知：R114 ，把Rx5 ，F(xiàn)4.5 N代入關(guān)系式解得：k2，則關(guān)系式為：Rx142F.則保護(hù)電阻阻值約為：R0R最小r514 ，選項(xiàng)B較合適，故選 B.答案：(1)(3)當(dāng)正反向壓力大小相等時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻阻值相等；Rx142F(4)B2.(2013 年天津卷)要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)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(dòng)勢(shì)

12、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)；電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干.(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的_(填字母代號(hào)).A.滑動(dòng)變阻器(最大阻值 20 ，額定電流 1 A)B.滑動(dòng)變阻器(最大阻值 1750 ，額定電流 0.3 A)(2)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖_(填字母代號(hào)).ABCD(3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖 S8-8 所示.如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為 1.5 V，內(nèi)阻為 5 的電源兩端，小燈泡消耗的功率是_W.圖 S8-8解析：本題考查描繪小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)的器材選用、電路選用及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

13、處理，意在考查考生實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理的能力.(1)描繪小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電壓調(diào)節(jié)范圍大，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式，為使調(diào)節(jié)過程中電壓變化盡可能均勻，選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器 A.(2)由于小燈泡的電阻比較小，因此電流表采用外接法，選用 B 圖.(3)畫出電源的伏安特性曲線，如圖D33 所示，兩個(gè)圖線的交點(diǎn)即為小燈泡接在電源兩端時(shí)小燈泡中的電流與小燈泡兩端的電壓，U1.0 V，I0.10 A，因此小燈泡消耗的功率為 PUI0.1 W.圖 D33答案：(1)A (2)B(3)0.1考點(diǎn)2圖象法處理數(shù)據(jù)重點(diǎn)歸納畫 I-U 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

14、舍棄. 典例剖析例 2：(2015 年遼寧四校模擬)由金屬絲制成的電阻阻值會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，親自動(dòng)手通過實(shí)驗(yàn)描繪這樣一個(gè)電阻器的伏安特性曲線.可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：A.待測(cè)電阻器 Rx(2.5 V,1.2 W)B.電流表C.電壓表(00.6 A，內(nèi)阻為 1 )(03 V，內(nèi)阻未知)D.滑動(dòng)變阻器(010 ，額定電流 1 A)I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00UR/VE.電源(E3 V，內(nèi)阻 r1 )F.定值電阻 R0(阻值 5 )G.開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)

15、，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(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.(2)按照正確的電路圖，該同學(xué)測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：圖 S8-9其中，I 是電流表的示數(shù)，U 是電壓表的示數(shù)，UR 是電阻器兩端的實(shí)際電壓.請(qǐng)通過計(jì)算補(bǔ)全表格中的空格，然后在坐標(biāo)圖 S8-9 中畫出電阻器的伏安特性曲線.(3)該同學(xué)將本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)提供的電源兩端，則電阻器的實(shí)際功率是_W.(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))解析：(1)要使電阻器兩端電壓從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法.電路如圖 S8-10 甲所示.甲乙圖 S8-10(2)電壓表的示數(shù)減去電流表的

16、分壓即為電阻器兩端的電壓：URU-Ir，數(shù)據(jù)如下表.電阻器的伏安特性曲線如圖乙中的曲線所示.(3)由URI(rR0)E 作出U-I 圖象如圖乙中直線所示，由此圖象與電阻器 U-I 圖線的交點(diǎn)可得此時(shí)電阻器的電壓 UR0.9 V，電流 I0.35 A，電阻器的實(shí)際功率為 PUI0.32 W.答案：(1)如圖 S8-10 甲所示.(2)0.10 0.200.350.600.901.452.052.52如圖乙中的曲線所示.(3)0.32UR/V0.100.200.350.600.901.452.052.52【考點(diǎn)練透】3.(2016 年溫江中學(xué)月考)某同學(xué)想描繪一只標(biāo)稱為“2.5 V1.5 W”的小

17、燈泡的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：A.電流表(量程 3.0 A，內(nèi)阻約 0.2 )B.電流表 (量程 0.6 A，內(nèi)阻約 1 )C.電壓表 (量程 3.0 V，內(nèi)阻約 3 k)D.電壓表(量程 15.0 V，內(nèi)阻約 10 k)E.滑動(dòng)變阻器 R1(最大阻值為 5 ，最大允許電流為 2 A)F.滑動(dòng)變阻器 R2(最大阻值為 500 ，最大允許電流為 0.5 A)G.電源 E(電動(dòng)勢(shì) 3 V，內(nèi)阻為 0.25 )H.電鍵、導(dǎo)線若干(1)為了更好地完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇的器材為：電流表_，電壓表_，滑動(dòng)變阻器_.(填器材前面的字母)(2)請(qǐng)你在下面的方框中作出實(shí)驗(yàn)原理圖.圖 S8-11實(shí)驗(yàn)次數(shù)123

18、45678電壓 U/V00.20 0.400.801.201.602.002.40電流 I/A00.110.210.330.400.450.480.52(3)正確連接電路后，該同學(xué)測(cè)出如下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你在如圖 S8-11 所示的坐標(biāo)紙上描出該燈泡的伏安特性曲線.答案：(1)B CE(2)如圖 D34 所示.(3)如圖 D35 所示.圖 D34圖 D354.(2013 年福建卷)硅光電池在無光照時(shí)不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖 S8-12 甲電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負(fù)極接高電勢(shì)點(diǎn)，正極接低電勢(shì)點(diǎn))，探究其在無光照時(shí)的反向伏安特性.圖中電壓表的量程選用3 V，

19、內(nèi)阻為 6.0 k；電壓表量程選用 15 V，內(nèi)阻約為30 k；R0 為保護(hù)電阻；直流電源電動(dòng)勢(shì) E 約為 12 V，內(nèi)阻不計(jì).(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.甲丙乙S8-12(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、的示數(shù)U1、U2.某次測(cè)量時(shí)，電壓表示數(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(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)).該小組測(cè)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和通過的反向電流Ix(表中“”表示反向)，并在坐標(biāo)紙上建立Ix-Ux坐標(biāo)系，標(biāo)出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)

20、的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，如圖S8-13所示.請(qǐng)你標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，并繪出Ix-Ux圖線.項(xiàng)目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/mA0.000.000.01 0.02 0.040.07 0.12 0.190.29圖 S8-13由Ix-Ux圖象可知，硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，Ix與Ux成_(填“線性”或“非線性”)關(guān)系.答案：(1)如圖 D36 所示.圖 D36(2)1.400.23如圖 D37 所示.非線性

21、圖 D37方法控制電路的選擇用滑動(dòng)變阻器控制電路時(shí)，有兩種接法，一種是滑動(dòng)變阻器分壓式接法，一種是滑動(dòng)變阻器限流式接法.U/V0.00.20.501.01.52.02.53.0I/A0.000 0.050 0.1000.1500.180 0.1950.2050.215例 3：下表中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小燈泡 U-I 關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：(1)分析上表內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖S8-14 中的_(填“甲”或“乙”).圖 S8-14(2)試分析所選實(shí)驗(yàn)電路圖存在誤差的原因.審題突破：如何判斷是限流還是分壓，要從題目給的表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算出待測(cè)電阻的大概阻值來進(jìn)行判斷.解析：(1)從表格中的數(shù)據(jù)可

22、以看出，小燈泡的電壓和電流從零開始逐漸變化.甲圖所示電路中滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，可以獲得從零開始變化的電壓，符合圖中數(shù)據(jù)的要求.所以應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是甲圖.(2)由甲圖可知，電流表的分壓會(huì)造成實(shí)驗(yàn)誤差，因?yàn)樾襞莸碾娮栎^小，和電流表內(nèi)阻相差不太大，電流表最好用外接方式.答案：(1)甲(2)電流表的分壓同類延伸：本題中的控制電路使用了分壓接法，分壓接法的特點(diǎn)是電壓和電流可以從零開始調(diào)節(jié)，如測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路均要用分壓接法.【觸類旁通】在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A.小電珠(3.8 V,1.5 W)B.直流電源(電動(dòng)勢(shì) 4.5 V，內(nèi)阻約 0.4 )C.電流表(量程 0500 mA，內(nèi)阻約 0.5 )D.電壓表(量程 05 V，內(nèi)阻約 5 k)E.滑動(dòng)變阻器 R1(05 ，額定電流 2 A)F.滑動(dòng)變阻器 R2(050 ，額定電流 1 A)G.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干如果既要滿足測(cè)量要求，又要使測(cè)量誤差較小，應(yīng)選擇圖S8-15 所示的四個(gè)電路中的_，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_.圖 S8-15答案：丙E