版物理一轮精品复习学案实验8描绘小电珠的伏安特性精文档格式.docx
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由上表可以看出:
滑动变阻器的分压式接法中,电压和电流的调节范围很大,限流式接法较节能.2.两种接法的选择
(2两种接法的适用条件
限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小.
分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大.
如果Rx很小,限流式接法中滑动变阻器分得电压较大,调节范围也比较大.Rx很大时,分压式接法中Rx几乎不影响电压的分配,滑片移动时,电压变化接近线性关系,便于调节.
①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压仍超过电流表(或电压表的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压,则必须选用分压式接法.
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应改用分压电路.
③若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路.
④两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、耗能低.【要点名师透析】
一、实验步骤
1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按图中的原理图连接好实验电路
.
2.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端,接线经检查无误后,闭合开关S.
3.移动滑动变阻器滑片位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S.
4.拆除电路,整理仪器.
(1闭合开关S前,滑动变阻器触头应移到最左端,以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化;
同时,这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.
(2移动滑动变阻器触头的位置,测出12组不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格.
【例1】(2010·
浙江高考在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,某同学测得电流—电压的数据如表所示:
(1用表中数据描绘电压随电流的变化曲线;
(2为了探究灯丝电阻与温度的关系,已作出电阻随电流的变化曲线如图所示,请指出灯丝的特征,并解释形成的原因
【答案】(1用表中数据描绘电压随电流的变化曲线,如图所示
(2电阻随电流增大存在三个区间,电阻的变化快慢不同,第一区间电流很小时,电阻变化不大;
第二区间灯丝温度升高很快,电阻增大得快;
第三区间部分电能转化为光能,灯丝温度升高变慢,电阻增大也变慢.二、数据处理
1.在坐标纸上以U为横轴,以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,以使所描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,就得到小电珠的伏安特性曲线.
4.误差分析
(1由于电压表、电流表不是理想电表,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,要严格按照读数规则读数.
(3在坐标纸上描点、作图带来操作误差.
5.注意事项
(1电路的连接方式
电流表应采用外接法:
因为小电珠(3.8V,0.3A的电阻很小,与0~0.6A的电流表串联时,电流表的分压影响很大.
滑动变阻器应采用分压式连接:
目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.
(2闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端,使开关闭合时小电珠
的电压从零开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.
(3I-U图线在U0=1.0V左右将发生明显弯曲,故在U=
1.0V左右绘点要密,以防出现较大误差.
(4电流表选择0.6A量程,电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定,即使用的若是“3.8V,0.3A”的小电珠,选用电压表的15V量程;
若使用“2.5V,0.6A”的小电珠,则选用电压表的3V量程.
(5当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加,到额定值记录I后马上断开开关.
(6误差较大的点要舍去,I-U图线应是平滑曲线而非折线.
【例证2】(2011·
贺州模拟在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:
(1若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是_____导线断路.
(2某同学测出电源和小电珠的U-I图线如图所示,将小电珠和电阻R串联后接到电源上,要使电路中电流为1.0A,则R=_____Ω
(3某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a、(b、(c,下列说法正确的是(
A.a可以作为标准电阻使用
B.b能作为标准电阻使用
C.b的阻值随电压升高而增大
D.c的阻值随电压升高而增大
【答案】(1g(20.8(3A、C
【详解】(1若调节滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g导线断路.
(2由电源的U-I图线知E=3.0V,r=1Ω,当小电珠与电阻串联后,由闭合电路欧姆定律得E=I(R+r+R灯
又由小电珠的U-I图线得
R灯==1.2Ω
解得R=0.8Ω.
(3因a元件的I-U线是直线,说明其阻值不随电压的变化而变化,故可作为标准电阻,故A对,B错;
因I-U图线的斜率的倒数表示电阻值的变化,故C对D错.
【感悟高考真题】
1.(2011·
重庆理综·
T20在测量电珠伏安特性实验中,同学们连接的电路中有两个错误电路,如题20图所示。
电源内阻不计,导线连接良好,若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S,在向右端滑动触头过程中,会分别出现如下四种现象:
a.电珠L不亮;
电流表示数几乎为零
b.电珠L亮度增加;
电流表示数增大
c电珠L开始不亮;
后来忽然发光;
电流表从示数不为零到线圈烧断
d.电珠L不亮;
电流表从示数增大到线圈烧断
与上述abcd四种现象对应的电路序号为
A.③①②④B.③④②①C.③①④②D.②①④③
【答案】选A.
【详解】对于电路①,随着滑动变阻器触头向右滑动,灯泡上电压增大,灯泡变亮,通过电流表的电流增
加,由于滑动变阻器触头滑到最右端也不会造成短路,所以电流表不至于烧毁.据此判断①与b对应;
对于电路②,滑动变阻器触头向右滑动时,回路电流增大,灯泡亮度增加,电流表示数变大,当滑动变阻器触头滑到最右端时,造成短路,从而烧毁电流表,之后,灯泡变得最亮.据此判断,②与c对应;
对于电路③,由于电压表串联进了电路,而电压表内电阻很大,滑动变阻器触头时,灯泡不亮,电流表示数几乎没有变化,据此判断③与a对应;
对于电路④,灯与电压表串联,灯泡不亮,随着滑动变阻器触头向右滑动,示数不断增大,最后电流表将被短路烧毁.所以,③①②④对以a、b、c、d.
2.(2011·
福建理综·
T19(2(12分某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至_______档进行测量。
(填选项前的字母
A.直流电压10VB.直流电流5mA
C.欧姆×
100D.欧姆×
1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。
图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A,L为待测小电珠,○V为电压表(量程6V,内阻20kΩ,○A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω,E为电源(电动势8V,内阻不计,S为开关。
Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最________端;
(填“左”或“右”Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如
何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是______
点至________点的导线没有连接好;
(图甲中的黑色小圆点表示接线
点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“2点至3点”
的导线
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________。
(填“不变”、“增大”或“减小”
【答案】①D②Ⅰ.左Ⅱ.1点到5点(或5点到1点Ⅲ.增大
【详解】①由小电珠的规格可知其电阻约为12Ω,故选D
②Ⅰ.由于电压应从零开始,结合分压接法的特点,开关闭合前,滑动变阻器滑动片应置于最左端
Ⅱ.由于电压表和电流表总是调不到零,因此滑动变阻器不是分压接法,各元件无故障则是1到5点导线没有连接好
Ⅲ.由I-U图像的斜率越来越小可知小电珠的电阻随工作电压的增大而增大
3.(2011·
安徽高考·
T21·
Ⅱ(1某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“x1k”挡位,测量时针偏转如图(a所示。
请你简述接下来的测量过程:
①;
②;
③;
④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
(2接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验
器材如图(b所示。
其中电压表内阻约为Ωk5,电流表内阻约为5Ω。
图中部分电路已
经连接好,请完成实验电路的连接。
(3图(c是一个多量程多用电表的简化电路
图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。
当转
换开关S旋到位置3时,可用来测量;
当S旋到位置
时,可用来测量电流,其中S旋到位置时量程较大。
【答案】(1①断开待测电阻,将选择开关旋到:
“⨯100”档;
②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0”Ω③
再接入待测电阻,将指针示数⨯100,即为待测电阻阻值。
(2见解析
(3电阻1、21
【详解】(1由指针偏转知所选档位过大,电阻读数大约为2kΩ,所以需要换100⨯档,换挡后要重新进行欧姆调零,最后读数。
(2该电阻Ωk2,和电压表、电流表内阻比较知为一个大电阻,所以电流表要用
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