高考物理一轮复习第八章实验九描绘小灯泡的伏安特性曲线学案解析版Word下载.docx

1、据填入表格中，断开开关 S。4拆除电路，整理仪器。以使所描1在坐标纸上以 U 为横轴， I 为纵轴，建立坐标系。 2在坐标纸上描出各组数据所对应的点。 （ 坐标系纵轴和横轴的标度要适中， 图线充分占据整个坐标纸为宜 ）3将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。1原则：安全；精确；操作方便。2具体要求（1）电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流。干电池中电流一般不允许超过 0.6 A 。（2）该用电器的实际最大电流不能大于用电器的额定电流。（3）电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。（4）分压式接法要选用最大阻值较小的滑动变阻器。1由于电压表、电流表不是理

2、想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。2电流表、电压表的读数带来误差。3在坐标纸上描点、作图带来误差。1本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。2本实验要作出 I - U图线，需要测出一组包括零在内的电流、电压值，故滑动变阻器 必须采用分压式接法。3为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于电路图中的 a 端。4I -U图象在中段将发生明显弯曲，故在中段绘点要密，以防出现较大误差。 5当小灯泡电压快接近额定电压值时，要缓慢地增加到额定电压值，记录 I 后马上断开开关。6误差较大的点要舍去， I- U图象应是平滑曲线而非折线。 7建立坐标系时，纵轴表示电流，横

3、轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得 根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸。考点细研 悟法培优考点 1 实验原理与器材的选取例 1 （2018山东六校联考 ）某同学想要描绘标有“ 3.0 V,0.3 A ”字样小灯泡 L 的伏 安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了电源、开 关、导线外，还有：电压表 V1（量程 03 V ，内阻等于 3 k ） 电压表 V2（量程 015 V ，内阻等于 15 k） 电流表 A1（ 量程 0200 mA，内阻等于 10 ） 电流表 A2（ 量程 03 A ，内阻等于 0.1 ） 滑动变阻器 R1（0 10 ，额定电流 2

4、 A） 滑动变阻器 R2（01 k ，额定电流 0.5 A） 定值电阻 R3（ 阻值等于 1 ） 定值电阻 R4（ 阻值等于 10 ）（1） 根据实验要求， 应选用电压表 和滑动变阻器 。（ 填所给仪器的字母代码）（2） 请在虚线框中画出实验电路图，并将各元件字母代码标在相应位置。（3）该同学描绘出的 I- U图象应是图中的 ，这是因为小灯泡的电阻随温度的升高而 （ 选填“减小”或“增大” ）。尝试解答 （1）V 1_R1_（2） 电路图如图所示 _（3）C_ 增大。（1）小灯泡额定电压为 3.0 V ，故电压表应选择 V1，实验要求测量数据精确，绘制曲线 完整，则滑动变阻器采用分压式接法，选

5、择电阻最大值较小的滑动变阻器 R1。（2）由于小灯泡额定电流为 0.3 A ，电流表 A2量程太大，分度值为 0.1 A ，不能准确测 量通过小灯泡的电流；电流表 A1 的量程太小，测量范围太小，因此需要将 A1并联定值电阻扩大量程， 即与定值电阻 R4并联，将量程扩大为 0400 mA；小灯泡电阻远小于电压表内阻， 与电流表内阻相近，所以电流表外接。（3）随小灯泡两端电压增大，灯丝温度不断升高，故灯丝电阻不断增大，所以小灯泡的 伏安特性曲线为 C。 变式 1 （2018雅礼中学月考 ） 有一个额定电压为 2.8 V，功率约为 1.0 W的小灯泡， 现要用伏安法描绘这个灯泡较完整的 I - U

6、图线，有下列器材供选用：A电压表 （03 V，内阻 6 k）B电压表 （015 V，内阻 30 k）C电流表 （03 A，内阻 0.1 ）D电流表 （0 0.6 A ，内阻 0.5 ）E滑动变阻器 （10 ， 5 A）F滑动变阻器 （200 ， 0.5 A）G蓄电池 （电动势 6 V）（1），滑动变按照实验目的和提供的实验器材设计并画出电路图。（2）用设计的电路进行测量，电压表应选用 ，电流表应选用 阻器应选用 。（ 用序号字母表示 ）（3）通过此实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示， 若将此灯泡与阻值为 9 的定值 电阻串联后， 与电动势为 6 V、内阻为 1 的电源两端相连， 灯泡的实际功

7、率为 W。答案 （1） 如图所示（2）A D E（3）0.90（0.89 0.91 均可 ）解析 （1） 小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线时， 需要从 0 开始，故滑动变阻器采用分压式接法。电路图如答图所示。（2）小灯泡的额定电压为 2.8 V ，故电压表选用量程为 03 V的 A；电路中的最大电流1 W约为 I 0.36 A ，故电流表选用量程为 00.6 A 的D；为了方便调节，滑动变阻器2.8 V应选最大阻值较小的 E。E1（3） 由闭合电路欧姆定律可知 EU I （ R0r ） ，即 I 1 U，代入数据得 I R0 r R0 r0.6 1U0，在 I -

8、 U坐标系中作出图象，与小灯泡的伏安特性曲线的交点即为小灯泡的电流和电压，如图所示，故小灯泡的功率为 3.13 V 0.286 A 0.90 W。考点 2 数据处理与实物图连接例 2 （2018河北名校联盟联考 ）某学习小组探究一标有“ 3 V,1.8 W ”的小灯泡在不同电压下的电功率大小， 实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接， 除小灯泡、 导线 和开关外，还有：A直流电源 （3 V ，内阻为 1.0 ）B电流表 （03 A ，内阻约为 0.2 ）C电流表 （0 0.6 A ，内阻约为 0.5 ）D直流电压表 （03 V ，内阻约为 15 k）E滑动变阻器 （5 ， 2 A）F滑动变

9、阻器 （300 ， 0.5 A）（1） 实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（ 均填器材前字母序号 ）（2） 实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中， 电流表的示数从零开始逐渐增大， 请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接。（3） 该小组描绘出的 U- I 曲线如图乙所示，根据 U-I 曲线，可知正确的 P- I 2关系图象是 （图中 P为小灯泡的功率， I 为通过小灯泡的电流 ） 。（4） 将 4 只相同“ 3 V,1.8 W”的小灯泡并联后，直接与题中直流电源组成闭合回路，则每只小灯泡的实际功率约为 W（保留两位小数 ） 。0.58 均可 ） 。尝试解答

10、（1）C_E_（2） 如图所示 _（3）D_（4）0.56（0.54（1）小灯泡标有“ 3 V,1.8 W ”，则测量过程中通过小灯泡的电流最大值约为 0.60 A ， 则电流表应选用 C；由于实验要求电流或电压应从零逐渐变大，则滑动变阻器应采用分压式 接法，故滑动变阻器应选择最大阻值较小的 E。（2）由于电压表的内阻远大于小灯泡的电阻，则电流表应选择外接法，按要求滑动变阻 器应选择分压接法。（3）由题图乙可知小灯泡的电阻随电压的升高而增大， 由功率的表达式 P I 2R可知，P- I 2 图线的斜率应随 I 2 逐渐增大， D正确。（4）设通过小灯泡的电流为 I ，小灯泡两端电压为 U，由闭

11、合电路欧姆定律可得 E U 4Ir ，则 UE4Ir ，即 U34I（V） ，在小灯泡 U-I 图象坐标系内作出 U34I （V） 的图象， 如图所示，由图可知，小灯泡两端电压 U1.50 V ，通过小灯泡的电流 I 0.37 A ，则每个7.5 W”某元件的小灯泡的实际功率 P实UI1.500.37 W 0.56 W。变式 2 （2018福州质检 ）某小组通过实验测绘一个标有“ 5.0 V伏安特性曲线，电路图如图甲所示，备有下列器材：A电池组 （电动势为 6.0 V ，内阻约为 1 ）B电压表 （ 量程为 0 3 V，内阻 RV3 k ）C电流表 （量程为 01.5 A ，内阻约为 0.5

12、）D滑动变阻器 R（最大阻值 10 ，额定电流 1 A）E定值电阻 R1（ 电阻值为 1.5 k ）F定值电阻 R2（ 电阻值为 3 k）G开关和导线若干（1） 实验中所用定值电阻应选 （ 填“ E”或“ F”） 。（2） 根据图甲电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。（3） 某次实验时，电压表示数指针位置如图丙所示，则电压表读数是 V ；元件两端电压是 V 。（4） 通过实验数据描绘出该元件的伏安特性曲线如图丁所示，若把两个同样的该元件并 联后与电动势为 4.5 V，内阻为 1.5 的电源相连接， 则此时每个元件的电阻值均为 。 （计算结果保留两位有效数字 ）答案 （1）F （

13、2） 如图所示1.9 均正确 ）（3）2.20 4.40 （4）1.7（1.5解析 （1） 由于该元件的额定电压为 5 V，而电压表的量程才 3 V，因此需要将电压表的 量程扩大，且扩大后的量程应略大于 5 V，因此定值电阻应选 F。（2）实验原理图采用的是分压式、电流表外接法，因此滑动变阻器应接下面的两个接线 柱和上面的一个接线柱， 电压表串联定值电阻后并联到元件两端， 实物电路图连接如答图所 示。（3）该电压表的分度值为 0.1 V ，因此读数时需要往下估读一位，即 2.20 V ，这样元件 两端的电压应为 4.40 V 。（4）设该元件两端的电压为 U，流经该元件的电流为 I ，则根据闭合电路欧姆定律可得： EU2Ir ，即： U 3I 4.5 ，将该一次函数画在该元件的伏安特性曲线的坐标图上，则 两图线的交点即为该元件在此情况下的电压和电流，如图所示，根据 R IU可得 R 10.6955 1.7