《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)八 描繪小電珠的伏安特性曲線課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)八 描繪小電珠的伏安特性曲線課件.ppt（27頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)八 描繪小電珠的伏安特性曲線 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)描繪小電珠的伏安特性曲線 并 分析曲線的變化規(guī)律 非線性 2 實(shí)驗(yàn)原理 金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度的升高而增大 從而使得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化 對(duì)一只小電珠來(lái)說(shuō) 不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻可以相差幾倍到幾十倍 它的伏安特性曲線并不是一條直線 即燈絲的電阻是 的 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)描繪伏安特性曲線的方法來(lái)研究鎢絲小電珠在某一電壓變化范圍內(nèi) 其電阻的變化 從而了解它的導(dǎo)電特性 3 實(shí)驗(yàn)器材 小電珠 滑動(dòng)變阻器 電源 開(kāi)關(guān) 導(dǎo)線 坐標(biāo)紙 4 實(shí)驗(yàn)步驟 電流表 電壓表 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所示 圖S8 1 圖S8 2 2 檢查無(wú)誤后 將滑片調(diào)節(jié)至最左端 閉合開(kāi)關(guān) 讀出一 組U I值 記錄于表格 3 再調(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 記錄于表格 4 斷開(kāi)開(kāi)關(guān) 整理好器材 5 在坐標(biāo)紙上以I為橫軸 以U為縱軸 并選取適當(dāng)?shù)膯?位 6 用描點(diǎn)法在坐標(biāo)紙上標(biāo)出各組U I值的對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置 7 用平滑曲線將各點(diǎn)依次連接起來(lái) 8 分析小電珠伏安特性曲線的變化規(guī)律 記錄表格 對(duì) 描繪小電珠的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn) 應(yīng)明 確以下幾點(diǎn) 圖線應(yīng)為一條過(guò)原點(diǎn)的 但由于小電珠的燈絲在其兩端 直線 電壓由零增至額定電壓的過(guò)程中 燈絲溫度由室溫升高到近2000 燈絲電阻率有明顯 故小電珠的伏安特 性曲線應(yīng)為 增大 曲線 實(shí)驗(yàn)用的小電珠通常為 3 8V0 3A 的小電珠 其在白熾狀態(tài)下電阻很小 在室溫下電阻更小 為減小實(shí)驗(yàn)誤差 測(cè) 量電路應(yīng)采用電流表 外接法 分壓式 為使小電珠上的電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化 滑動(dòng)變阻器 應(yīng)采用 連接 考點(diǎn)1 數(shù)據(jù)處理與誤差分析 A 電壓表B 電流表C 電流表 量程3V 內(nèi)阻約3k 量程150mA 內(nèi)阻約2 量程500mA 內(nèi)阻約0 6 D 滑動(dòng)變阻器R1 0 20 E 滑動(dòng)變阻器R2 0 100 F 電源E 電動(dòng)勢(shì)4 0V 內(nèi)阻不計(jì) G 開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干H 待測(cè)燈泡L 額定功率0 75W 額定電壓未知 2 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 該同學(xué)將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加 當(dāng)電壓達(dá)到1 23V時(shí) 發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很暗 當(dāng)達(dá)到2 70V時(shí) 發(fā)現(xiàn)燈泡已過(guò)亮 便立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān) 并將所測(cè)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中 請(qǐng)你根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖S8 3中作出燈泡的U I圖線 圖S8 3 3 由圖象得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為 V 這一結(jié)果大于1 22V 其原因是 解析 因?yàn)闊襞輧啥说碾妷阂獜牧汩_(kāi)始調(diào)節(jié) 故必須用分壓法 因?yàn)槭切‰娮?故用外接法 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可知通過(guò)燈泡的電流達(dá)到310mA 因此選用 分壓法為調(diào)節(jié)方便選用小的滑動(dòng)變阻器 先將測(cè)量數(shù)據(jù)描在U I坐標(biāo)系中 然后用平滑的曲線將各點(diǎn)連接 根據(jù)描得的圖線可知當(dāng)燈泡兩端的電壓為2 5V時(shí) 燈泡的額定電流為0 3A 此時(shí)燈泡的額定功率為0 75W 燈泡的電阻隨溫度的升高而增大 當(dāng)燈泡兩端的電壓增大時(shí) 燈泡的溫度也升高 故正常工作時(shí)的電阻大于常溫下的電阻 根據(jù)額定功率計(jì)算額定電壓時(shí) 得用正常工作時(shí)的電阻 不能用常溫下的電阻 答案 1 如圖D32甲所示 R1 2 如圖D32乙所示 3 2 5 2 4 2 6均正確 燈泡的冷態(tài) 電阻小于正常工作時(shí)的電阻 或燈泡電阻隨溫度的升高而變大 甲 乙 圖D32 方法技巧 在描點(diǎn)時(shí) 一是不要忘記 0 0 這個(gè)點(diǎn) 二是連線時(shí)用平滑的曲線連接 使盡量多的點(diǎn)落在曲線上 不在曲線上的點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè) 較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去 三是理解曲線斜率的意義 如果是U I圖象 則各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示電阻 如果是I U圖象 則各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù) 本實(shí)驗(yàn)可以從以下三個(gè)方面改進(jìn)和創(chuàng)新 1 描繪二極管 太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)的伏安特性曲 線 2 電源與小燈泡的伏安特性曲線結(jié)合問(wèn)題 考向1 描繪二極管 太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)的伏安特 性曲線 典題2 LED發(fā)光二極管技術(shù)得到廣泛應(yīng)用 下表所示為某發(fā)光二極管的正向電壓U與正向電流I關(guān)系的數(shù)據(jù) 1 根據(jù)以上數(shù)據(jù) 在圖S8 4中畫(huà)出電壓在2 50 3 00V范圍內(nèi)時(shí)二極管的I U圖線 圖S8 4 圖S8 5 2 分析二極管的I U圖線可知二極管的電阻隨U變大而 填 變大 變小 或 不變 在電壓2 50 3 00V范圍內(nèi)電阻最小約為 計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字 3 某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻的電路描繪該二極管的伏安特性曲線 要求二極管的正向電壓從0開(kāi)始變化 并使測(cè)量誤差盡量減小 圖S8 5是實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖 電壓表量程為3V 內(nèi)阻約為3k 電流表量程為5mA 內(nèi)阻約為10 圖中已連接了部分導(dǎo)線 請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖中的連線補(bǔ)充完整 4 若此LED發(fā)光二極管的工作電流為2mA 則此發(fā)光二極管應(yīng)與一阻值R 的電阻串聯(lián)后才能與電動(dòng)勢(shì)為3V 內(nèi)阻不計(jì)的電源相連 解析 1 先描點(diǎn) 然后用平滑的曲線連接 2 I U圖象的斜率表示電阻的倒數(shù) 斜率變大 表示電阻變小 因此當(dāng)電壓U 3V時(shí) 電阻最小 大約為970 20 3 要描繪伏安特性曲線 需要將二極管兩端的電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié) 故用滑動(dòng)變阻器分壓的接法 因?yàn)槎O管電阻比較大 為減小測(cè)量誤差用電流表內(nèi)接法 4 根據(jù)伏安特性曲線可知 發(fā)光二極管的工作電流為2mA時(shí) 其兩端的電壓為2 97V 根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知電阻兩端的電壓為0 03V 電阻與二極管串聯(lián) 通過(guò)電阻的電流也為2mA 根據(jù)歐姆定律可得電阻R 15 答案 1 圖略 2 變小 970 950 990均正確 3 如圖D33所示 4 15圖D33 考向2 電源與小燈泡的伏安特性曲線結(jié)合問(wèn)題 典題3 2017年新課標(biāo) 卷 某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性 所使用的器材有 小燈泡L 額定電壓3 8V 額定電流 0 32A 電壓表 量程0 3V 內(nèi)阻3k 電流表 量程 0 0 5A 內(nèi)阻0 5 固定電阻R0 阻值1000 滑動(dòng)變阻器R 阻值0 9 0 電源E 電動(dòng)勢(shì)5V 內(nèi)阻不計(jì) 開(kāi)關(guān)S 導(dǎo)線若干 1 實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0 3 8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量 并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖 2 實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡的伏安特性曲線如圖S8 6甲所示 甲 乙 圖S8 6由實(shí)驗(yàn)曲線可知 隨著電流的增加小燈泡的電阻 填 增大 不變 或 減小 燈絲的電阻率 填 增大 不變 或 減小 3 用另一電源E0 電動(dòng)勢(shì)4V 內(nèi)阻1 00 和題給器材連接成如圖乙所示的電路 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值 可以改變小燈泡的實(shí)際功率 閉合開(kāi)關(guān)S 在R的變化范圍內(nèi) 小燈泡的最小功率為 W 最大功率為 W 計(jì)算結(jié)果均保留2位小數(shù) 解析 1 要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0 3 8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量 故滑動(dòng)變阻器用分壓式接法 小燈泡為小電阻 電流表用外接法 實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖S8 7所示 圖S8 7 2 由I U圖象可知 切線的斜率在減小 故燈泡的電阻隨 3 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為9 時(shí) 電路電流最小 燈泡實(shí)際功率最小 此時(shí)E U I r R 得U 10 I 4V 在圖中作出該直線如圖S8 8所示 交點(diǎn)坐標(biāo)約為U 1 75V I 線的斜率最大時(shí) 與燈泡的I U曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)最大 即燈泡消耗的功率最大 當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻值R 0時(shí) 燈泡消耗的功率最大 此時(shí)交點(diǎn)坐標(biāo)為U 3 67V I 0 32A 如圖S8 9所示 最大的功率為P2 UI 1 17W 圖S8 9 圖S8 8答案 1 如圖S8 7所示 2 增大 增大 3 0 391 17 方法技巧 電源與小燈泡的伏安特性曲線結(jié)合問(wèn)題 電源對(duì)電路中的小燈泡供電 顯然路端電壓與電路中電流滿足關(guān)系 流經(jīng)小燈泡的電流與其兩端電壓滿足小燈泡的伏安特性曲線 兩線的交點(diǎn)既符合閉合電路的歐姆定律 又滿足小燈泡的伏安特性曲線的特點(diǎn) 即為所求的電流與電壓值