高考物理 第4讲 实验八　描绘小电珠的伏安特性曲线考点知识总复习教案30

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1、第4讲　实验八　描绘小电珠的伏安特性曲线一、滑动变阻器的限流接法和分压接法1．两种接法比较方式内容　　限流接法分压接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围≤U≤E0≤U≤E分压电路调节范围大负载R上电流调节范围≤I≤0≤I≤分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件由上表可以看出：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．2．两种接法的选择选取原则二、描绘小灯泡的伏安特性曲线温馨提示1．两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值小的电

2、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)．(2)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)．2．以下三种情况必须采取分压式①滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值；②电压要求从零变化；③实验仪器最大允许电流、电压不够，即连成限流式接法时，电压或电流超过电表量程．注意事项1．电流表外接法：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．滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出UI图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采

3、用分压接法．3．保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端．加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压．误差分析1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值．2．测量时读数带来误差．3．在坐标纸上描点、作图带来误差．考查仪器的选择及电路设计【例1】某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件，如图7－4－1所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有

4、下列器材：图7－4－1器材(代号)规格电流表(A1)量程0～50mA，内阻约为50Ω电流表(A2)量程0～200mA，内阻约为10Ω电压表(V1)量程0～3V，内阻约为10kΩ电压表(V2)量程0～15V，内阻约为25kΩ滑动变阻器(R1)阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A滑动变阻器(R2)阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA直流电源(E)输出电压6V，内阻不计电键(S)、导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用_______

5、_．(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．解析　(1)图象中电流0～0.14A，电流表选A2；电源电压6V，但图象只要求电压在0～3V之间调整，为了测量准确，电压表选V1；由于绘制图象的需要，要求电压在0～3V之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了便于调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的R1.(2)该元件约几十欧，>，电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；实验数据的采集要求从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法．答案　(1)A

6、2　V1　R1(2)如图所示考查图象描绘(数据处理)及分析【例2】在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流－电压的数据如下表所示：电流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2电压U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46(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7－4－2所示，请指出灯丝的特征，并解释形成的原因．图7－4－2答

7、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．【例3】(2011·山东卷，23(2))某同学利用图7－4－3甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．①所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系(图7－4－3乙)上画出UI图象.U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250

8、.350.450.55甲乙图7－4－3②根据所画UI图象，可求得电流I＝0.20A时电源的输出功率为________W．(保留两位有效数字)③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图7－4－3甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图7－4－4所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________．(Rx阻值未知)图7－4－4解析　①