《物理總第八章 恒定電流 實驗九 描繪小電珠的伏安特性曲線 教科版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理總第八章 恒定電流 實驗九 描繪小電珠的伏安特性曲線 教科版（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、實驗九描繪小電珠的伏安特性曲線實驗九描繪小電珠的伏安特性曲線實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ)核心探究核心探究實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ) 解讀實驗解讀實驗萃取精華萃取精華 注意事項注意事項1.1.電路的連接方式電路的連接方式(1)(1)電流表應(yīng)采用外接法電流表應(yīng)采用外接法. .(2)(2)滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法, ,目的是為了使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化目的是為了使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化. .2.2.閉合開關(guān)閉合開關(guān)S S前前, ,滑動變阻器滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端滑動變阻器滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端, ,從而使開關(guān)閉合時小電珠從而使開關(guān)閉合時小電珠
2、兩端的電壓能從零開始變化兩端的電壓能從零開始變化, ,同時同時, ,也為了防止開關(guān)剛閉合時小電珠因兩端電壓過大而燒壞燈絲也為了防止開關(guān)剛閉合時小電珠因兩端電壓過大而燒壞燈絲. .3.I-U3.I-U圖像在圖像在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲左右將發(fā)生明顯彎曲, ,故在故在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右繪點要密左右繪點要密, ,以防出現(xiàn)很大誤差以防出現(xiàn)很大誤差. .4.4.當(dāng)小電珠電壓接近額定電壓值時當(dāng)小電珠電壓接近額定電壓值時, ,要緩慢地增加到額定電壓值要緩慢地增加到額定電壓值, ,記錄記錄I I后馬上斷開開關(guān)后馬上斷開開關(guān). .5.5.誤差較大的點要舍去誤
3、差較大的點要舍去,I-U,I-U圖像應(yīng)是平滑曲線圖像應(yīng)是平滑曲線. .誤差分析誤差分析1.1.電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差. .2.2.電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差. .3.3.在坐標紙上描點、作圖帶來誤差在坐標紙上描點、作圖帶來誤差. . 核心探究核心探究 通法悟道通法悟道拓寬思路拓寬思路探究點一基礎(chǔ)性實驗探究點一基礎(chǔ)性實驗【典例典例1 1】 ( (20172017福建廈門期末福建廈門期末)LED)LED二極管的應(yīng)用是非常廣泛的二極管的應(yīng)用是非常廣泛的, ,某同學(xué)想要某同學(xué)想要描繪某發(fā)光二極管的伏安特性曲線描繪某發(fā)光二極管的伏安特性
4、曲線, ,實驗測得它兩端的電壓實驗測得它兩端的電壓U U和通過它的電流和通過它的電流I I的數(shù)據(jù)如下表所示的數(shù)據(jù)如下表所示: :實驗室提供了以下器材實驗室提供了以下器材: :A.A.電壓表電壓表( (量程量程0 03 V,3 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約20 k)20 k)B.B.電壓表電壓表( (量程量程0 015 V,15 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約100 k)100 k)C.C.電流表電流表( (量程量程0 050 mA,50 mA,內(nèi)阻約內(nèi)阻約40 )40 )D.D.電流表電流表( (量程量程0 00.6 A,0.6 A,內(nèi)阻約內(nèi)阻約2 )2 )E.E.滑動變阻器滑動變阻器( (阻值范圍阻值范圍0 020
5、,20 ,允許最大電流允許最大電流2 A)2 A)F.F.電源電源( (電動勢電動勢6 V,6 V,內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計) )G.G.開關(guān)開關(guān), ,導(dǎo)線導(dǎo)線解析解析: :(1)(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表可知電壓最大為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表可知電壓最大為2.8 V,2.8 V,最大電流為最大電流為30 mA,30 mA,所以電所以電壓表應(yīng)選擇壓表應(yīng)選擇A,A,電流表應(yīng)選擇電流表應(yīng)選擇C.C.(2)(2)通過估算二極管的阻值可知滿足通過估算二極管的阻值可知滿足 , ,所以電流表應(yīng)用外接法所以電流表應(yīng)用外接法, ,由于電由于電流從零調(diào)流從零調(diào), ,所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法, ,連線圖如圖所
6、示連線圖如圖所示. .答案答案: :(1)A(1)AC C(2)(2)圖見解析圖見解析VxRRAxRR(1)(1)該同學(xué)做實驗時該同學(xué)做實驗時, ,電壓表選用的是電壓表選用的是, ,電流表選用的是電流表選用的是( (填填選項字母選項字母).).(2)(2)圖圖( (甲甲) )中的實物連線已經(jīng)連了部分電路中的實物連線已經(jīng)連了部分電路, ,請按實驗要求將實物圖中的連線請按實驗要求將實物圖中的連線補充完整補充完整. .解析解析: :(3)(3)畫出的畫出的I-UI-U圖像如圖所示圖像如圖所示. .答案答案: :(3)(3)圖見解析圖見解析 (3)(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)根據(jù)表中數(shù)據(jù), ,請在圖請在圖( (
7、乙乙) )中的坐標紙中畫出該二極管的中的坐標紙中畫出該二極管的I-UI-U圖線圖線. .(4)(4)若此發(fā)光二極管的最佳工作電流為若此發(fā)光二極管的最佳工作電流為15 15 mA,mA,現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動勢為現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動勢為 3 V3 V、內(nèi)阻不計的電池組相連、內(nèi)阻不計的電池組相連, ,還需串聯(lián)一個阻值還需串聯(lián)一個阻值R=R= 的電阻的電阻, ,才能才能使它工作在最佳狀態(tài)使它工作在最佳狀態(tài)( (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).).答案答案: :(4)53(4)53 方法技巧方法技巧 處理圖像及實物圖連線的技巧處理圖像及實物圖連線的技巧(1)(1)小燈泡的伏安特性曲線小燈
8、泡的伏安特性曲線( (以以I-UI-U關(guān)系圖線為例關(guān)系圖線為例) )上各點切線斜率的倒數(shù)不表示小燈泡在該電上各點切線斜率的倒數(shù)不表示小燈泡在該電壓下的電阻壓下的電阻, ,此時計算小燈泡的電阻一定要使用電阻的定義式此時計算小燈泡的電阻一定要使用電阻的定義式R= ,R= ,而不能使用表達式而不能使用表達式R=R=( (只有當(dāng)只有當(dāng)I I和和U U為線性關(guān)系時二者才相等為線性關(guān)系時二者才相等).).(2)(2)實物圖連線的技巧實物圖連線的技巧總的原則總的原則: :先串后并先串后并, ,接線到柱接線到柱, ,注意量程和正負注意量程和正負. .對限流電路對限流電路, ,只需用筆畫線當(dāng)做導(dǎo)線只需用筆畫線當(dāng)
9、做導(dǎo)線, ,從電源正極開始從電源正極開始, ,把電源、開關(guān)、滑動變阻器、把電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安伏安法法”部分依次串聯(lián)起來即可部分依次串聯(lián)起來即可( (注意電表的正負接線柱和量程注意電表的正負接線柱和量程, ,滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處).).對分壓電路對分壓電路, ,應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲( (三部分三部分) )用導(dǎo)線連接起來用導(dǎo)線連接起來, ,然然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭, ,比較該接頭和滑動頭的電勢高低比較該接頭和滑動頭的電勢高低, ,根
10、據(jù)根據(jù)“伏安伏安法法”部分電表正負接線柱的情況部分電表正負接線柱的情況, ,將將“伏安法伏安法”部分接入該兩點間部分接入該兩點間.(.(注意滑動變阻器應(yīng)調(diào)到使注意滑動變阻器應(yīng)調(diào)到使“伏安法伏安法”部分所接的兩點間阻值最小處部分所接的兩點間阻值最小處) )UIUI題組沖關(guān)題組沖關(guān)1.1.某同學(xué)想通過以下實驗測量一小燈泡的額定功率某同學(xué)想通過以下實驗測量一小燈泡的額定功率, ,他所用器材如下他所用器材如下: :A.A.待測小燈泡一個待測小燈泡一個: :額定電壓為額定電壓為2.5 V,2.5 V,電阻約為幾歐電阻約為幾歐B.B.電壓表一個電壓表一個: :量程為量程為3 V,3 V,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為3
11、 3 kkC.C.電流表一個電流表一個: :量程為量程為0.6 A,0.6 A,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為0.1 0.1 D.D.滑動變阻器一個滑動變阻器一個, ,干電池兩節(jié)干電池兩節(jié), ,開關(guān)一個開關(guān)一個, ,導(dǎo)線若干導(dǎo)線若干(1)(1)請在請在( (甲甲) )圖中補全測量小燈泡額定功率的電路圖圖中補全測量小燈泡額定功率的電路圖. .解析解析: :(1)(1)燈泡的電阻約為幾歐燈泡的電阻約為幾歐, ,遠小于電壓表的內(nèi)阻遠小于電壓表的內(nèi)阻, ,屬于小電阻屬于小電阻, ,電流表采用電流表采用外接法外接法, ,電路圖如圖所示電路圖如圖所示. .答案答案: :(1)(1)電路圖見解析電路圖見解析 (2)(2)
12、圖圖( (甲甲) )中開關(guān)中開關(guān)S S閉合前閉合前, ,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于滑動變阻器的滑片應(yīng)置于( (選填選填“A A端端”“”“B B端端”或或“A,BA,B正中間正中間”).).答案答案: :(2)B(2)B端端 解析解析: :(2)(2)圖圖( (甲甲) )中開關(guān)中開關(guān)S S閉合之前閉合之前, ,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于滑動變阻器的滑片應(yīng)置于B B端端, ,使得閉合使得閉合開關(guān)后開關(guān)后, ,測量電路部分處于短路狀態(tài)測量電路部分處于短路狀態(tài), ,電壓表、電流表示數(shù)為電壓表、電流表示數(shù)為0,0,起保護作用起保護作用. .(3)(3)該同學(xué)通過實驗作出了小燈泡的伏安特性曲線該同學(xué)通過實驗作出
13、了小燈泡的伏安特性曲線, ,如圖如圖( (乙乙) )所示所示, ,則小燈泡則小燈泡的額定功率為的額定功率為W(W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).).解析解析: :(3)(3)當(dāng)當(dāng)U=2.5 VU=2.5 V時時, ,電流電流I=0.44 A,I=0.44 A,所以額定功率為所以額定功率為P=UI=2.5P=UI=2.50.44 W=0.44 W=1.1 W.1.1 W.答案答案: :(3)1.1(3)1.1 解析解析: :(4)(4)由于實驗中使用的電流表與電壓表不是理想的電表由于實驗中使用的電流表與電壓表不是理想的電表, ,則兩表自身也則兩表自身也要消耗功率要消耗功率, ,所以
14、該同學(xué)測出小燈泡的功率大于燈泡的實際消耗功率所以該同學(xué)測出小燈泡的功率大于燈泡的實際消耗功率; ;由于由于電流表采用外接法電流表采用外接法, ,電壓表有分流作用電壓表有分流作用, ,使電流表測得電流大于燈泡實際流使電流表測得電流大于燈泡實際流過的電流過的電流. .答案答案: :(4)(4)大于電壓表分流大于電壓表分流, ,電流表測得的電流大于燈泡的電流電流表測得的電流大于燈泡的電流(4)(4)由于實驗中使用的電流表與電壓表不是理想的電表由于實驗中使用的電流表與電壓表不是理想的電表, ,該同學(xué)測出小燈泡的該同學(xué)測出小燈泡的功率功率( (選填選填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”) )小
15、燈泡的實際消耗功率小燈泡的實際消耗功率, ,引起誤差的原因是引起誤差的原因是 .2.(2.(20152015浙江卷浙江卷,22,22) )圖圖( (甲甲) )是小紅同學(xué)在做是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”實實驗的實物連接圖驗的實物連接圖. .答案答案: :(1)(1)圖見解析圖見解析解析解析: :(1)(1)如圖所示如圖所示. .(1)(1)根據(jù)圖根據(jù)圖( (甲甲) )畫出實驗電路圖畫出實驗電路圖; ;(2)(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖( (乙乙) )中的中的, , , ,所示所示, ,
16、電流表量程為電流表量程為0.6 A,0.6 A,電壓表量程為電壓表量程為3 V.3 V.所示讀數(shù)為所示讀數(shù)為: :、 . .兩組數(shù)據(jù)得到的電阻兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為分別為和和.答案答案: :(2)(2)0.10 A0.10 A0.24 A0.24 A2.00 V2.00 V0.27 V0.27 V2.7(2.7(0.1)0.1)8.3(8.3(0.1)0.1)如填為如填為8.3(8.3(0.1)0.1)2.7(2.7(0.1)0.1)也行也行 探究點二創(chuàng)新性實驗探究點二創(chuàng)新性實驗高考創(chuàng)新實驗例析高考創(chuàng)新實驗例析【典例典例2 2】(2017(2017全國全國卷卷,23),23)某同學(xué)研究小燈泡
17、的伏安特性某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性, ,所使用的器材有所使用的器材有: :小燈泡小燈泡L(L(額定電壓額定電壓3.8 V,3.8 V,額定電流額定電流0.32 A);0.32 A);電壓表電壓表 ( (量程量程3 V,3 V,內(nèi)阻內(nèi)阻3 3 kk););電電流表流表 ( (量程量程0.5 A,0.5 A,內(nèi)阻內(nèi)阻0.5 );0.5 );固定電阻固定電阻R R0 0( (阻值阻值1 000 );1 000 );滑動變阻器滑動變阻器R(R(阻阻值值0 09.0 );9.0 );電源電源E(E(電動勢電動勢5 V,5 V,內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計););開關(guān)開關(guān)S;S;導(dǎo)線若干導(dǎo)線若干. .(1)(1)實
18、驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0 03.8 V3.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量, ,畫出實驗畫出實驗電路原理圖電路原理圖. .解析解析: :(1)(1)在額定電壓下在額定電壓下, ,小燈泡小燈泡L L的阻值的阻值R RL L= =11.875 ,= =11.875 ,這個阻值較這個阻值較小小, ,所以采用電流表外接法所以采用電流表外接法; ;由于電壓表量程為由于電壓表量程為3 V,3 V,小于額定電壓小于額定電壓3.8 V,3.8 V,所所以將固定電阻以將固定電阻R R0 0與電壓表串聯(lián)來測小燈泡電壓與電壓表串聯(lián)來測小燈泡電壓; ;要實現(xiàn)要實現(xiàn)0 03
19、.8 V3.8 V的范圍內(nèi)的的范圍內(nèi)的測量測量, ,滑動變阻器必須采用分壓式接法滑動變阻器必須采用分壓式接法, ,所以實驗電路原理圖如圖所示所以實驗電路原理圖如圖所示. .答案答案: :(1)(1)見解析見解析3.80.32(2)(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)(a)所示所示. .由實驗曲線可知由實驗曲線可知, ,隨著電流的增加小燈泡的電阻隨著電流的增加小燈泡的電阻( (填填“增大增大”“”“不變不變”或或“減小減小”),),燈絲的電阻率燈絲的電阻率( (填填“增大增大”“”“不變不變”或或“減小減小”).).答案答案: :(2)(2)增大增大增大增
20、大 (3)(3)用另一電源用另一電源E E0 0( (電動勢電動勢4 V,4 V,內(nèi)阻內(nèi)阻1.00 )1.00 )和題給器材連接成圖和題給器材連接成圖(b)(b)所示的所示的電路圖電路圖, ,調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)滑動變阻器R R的阻值的阻值, ,可以改變小燈泡的實際功率可以改變小燈泡的實際功率. .閉合開關(guān)閉合開關(guān)S,S,在在R R的變化范圍內(nèi)的變化范圍內(nèi), ,小燈泡的最小功率為小燈泡的最小功率為W,W,最大功率為最大功率為W.(W.(結(jié)果結(jié)果均保留均保留2 2位小數(shù)位小數(shù))解析解析: :(3)(3)當(dāng)當(dāng)R=9.0 R=9.0 時時, ,小燈泡的實際功率最小小燈泡的實際功率最小, ,由閉合電路歐
21、姆定律有由閉合電路歐姆定律有E E0 0=I(R+r)+U,=I(R+r)+U,即即4=10I+U,4=10I+U,在圖中作出該直線如圖在圖中作出該直線如圖( (甲甲) )所示所示, ,交點坐標約為交點坐標約為I=223 mA,U=1.77 VI=223 mA,U=1.77 V時最小功率時最小功率P Pminmin=UI=0.39 W;=UI=0.39 W;當(dāng)當(dāng)R=0R=0時時, ,小燈泡的實際功小燈泡的實際功率最大率最大, ,有有E=Ir+U,E=Ir+U,即即4=I+U,4=I+U,在圖中作出該直線如圖在圖中作出該直線如圖( (乙乙) )所示所示, ,交點坐標約為交點坐標約為I=318 m
22、A,U=3.69 V,I=318 mA,U=3.69 V,小燈泡的最大功率小燈泡的最大功率P Pmaxmax=UI=1.17 W.=UI=1.17 W.答案答案: :(3)0.39(3)0.391.171.17 【創(chuàng)新創(chuàng)新/ /改進點分析改進點分析】1.1.實驗方案的改進實驗方案的改進: :電壓表與定值電阻串聯(lián)擴大量程電壓表與定值電阻串聯(lián)擴大量程. .2.2.數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新: :在燈泡伏安特性曲線上畫出表示電源或等效電源的伏安在燈泡伏安特性曲線上畫出表示電源或等效電源的伏安特性曲線特性曲線, ,兩圖線的交點即為工作點兩圖線的交點即為工作點. .【典例典例3 3】 ( (20152
23、015海南卷海南卷,12,12) )某同學(xué)利用如圖某同學(xué)利用如圖( (甲甲) )所示電路測量電容器充電所示電路測量電容器充電時兩極板間的電壓隨時間的變化時兩極板間的電壓隨時間的變化. .實驗中使用的器材為實驗中使用的器材為: :電池電池E(E(內(nèi)阻很小內(nèi)阻很小) )、開、開關(guān)關(guān)S S1 1和和S S2 2、電容器、電容器C(C(約約100F)100F)、電阻、電阻R R1 1( (約約200 200 kk) )、電阻、電阻R R2 2(1 (1 kk) )、電壓、電壓表表 ( (量程量程6 V)6 V)、秒表、導(dǎo)線若干、秒表、導(dǎo)線若干. .(1)(1)按圖按圖( (甲甲) )所示的電路原理圖將
24、圖所示的電路原理圖將圖( (乙乙) )中實物圖連線中實物圖連線. .答案答案: :(1)(1)見解析圖見解析圖 解析解析: :(1)(1)根據(jù)電路圖根據(jù)電路圖, ,實物圖連線如圖實物圖連線如圖(a)(a)所示所示. .(2)(2)先閉合開關(guān)先閉合開關(guān)S S2 2, ,再斷開開關(guān)再斷開開關(guān)S S2 2, ,閉合開關(guān)閉合開關(guān)S S1 1, ,同時按下秒表開始計時同時按下秒表開始計時. .若某時若某時刻電壓表的示數(shù)如圖刻電壓表的示數(shù)如圖( (丙丙) )所示所示, ,電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為V(V(保留保留2 2位小數(shù)位小數(shù)).).答案答案: :(2)3.60 (2)3.60 解析解析: :(2)
25、(2)電壓表的量程為電壓表的量程為6 V,6 V,分度值為分度值為0.1 V,0.1 V,所以讀數(shù)為所以讀數(shù)為3.60 V.3.60 V.(3)(3)該同學(xué)每隔該同學(xué)每隔10 s10 s記錄一次電壓表的讀數(shù)記錄一次電壓表的讀數(shù)U,U,記錄的數(shù)據(jù)如下表所示記錄的數(shù)據(jù)如下表所示. .在給出在給出的坐標紙上繪出的坐標紙上繪出U-tU-t圖線圖線, ,已知只有一個數(shù)據(jù)點誤差較大已知只有一個數(shù)據(jù)點誤差較大, ,該數(shù)據(jù)點對應(yīng)的表中該數(shù)據(jù)點對應(yīng)的表中的時間是的時間是s.s.答案答案: :(3)(3)圖像見解析圖圖像見解析圖4040解析解析: : (3)(3)先描點先描點, ,然后用圓滑的曲線將所描的點連接起
26、來然后用圓滑的曲線將所描的點連接起來, ,如圖如圖(b)(b)所示所示. .從數(shù)據(jù)中可得出從數(shù)據(jù)中可得出, ,電壓表示數(shù)變化得越來越慢電壓表示數(shù)變化得越來越慢, ,而從而從40 s40 s到到50 s50 s之間數(shù)據(jù)之間數(shù)據(jù)變化又突然快了變化又突然快了, ,所以該數(shù)據(jù)對應(yīng)表中的時間為所以該數(shù)據(jù)對應(yīng)表中的時間為40 s.40 s.(4)(4)電路中電路中C,RC,R2 2和和S S2 2構(gòu)成的回路的作用是構(gòu)成的回路的作用是 .答案答案: :(4)(4)使每次實驗前電容器兩極板上的電荷相中和使每次實驗前電容器兩極板上的電荷相中和解析解析: :(4)(4)電路中電路中C,RC,R2 2和和S S2
27、2構(gòu)成的回路構(gòu)成的回路, ,先閉合開關(guān)先閉合開關(guān)S S2 2, ,再斷開開關(guān)再斷開開關(guān)S S1 1, ,使電容使電容器上所帶電荷量釋放干凈器上所帶電荷量釋放干凈, ,不影響實驗不影響實驗. .【創(chuàng)新創(chuàng)新/ /改進點分析改進點分析】1.1.實驗方案的創(chuàng)新實驗方案的創(chuàng)新: :本實驗描繪的不是小燈泡的伏安特性曲線本實驗描繪的不是小燈泡的伏安特性曲線, ,而是電容器而是電容器充電電壓隨時間變化的圖像充電電壓隨時間變化的圖像. .2.2.考查方式的拓展考查方式的拓展: :電路中增加電路中增加R R2 2和和S S2 2, ,作用是實驗前使電容器所帶的電荷作用是實驗前使電容器所帶的電荷中和中和. .模擬創(chuàng)
28、新實驗沖關(guān)模擬創(chuàng)新實驗沖關(guān)1.1.熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)(PTC)和負溫度系數(shù)電阻器和負溫度系數(shù)電阻器(NTC),(NTC),正溫度正溫度系數(shù)電阻器系數(shù)電阻器(PTC)(PTC)在溫度升高時電阻值增大在溫度升高時電阻值增大, ,負溫度系數(shù)電阻器負溫度系數(shù)電阻器(NTC)(NTC)與之相與之相反反. .某實驗小組欲探究通過熱敏電阻某實驗小組欲探究通過熱敏電阻R R1 1( (常溫下阻值約為常溫下阻值約為10 )10 )的電流隨其兩的電流隨其兩端電壓變化的特點端電壓變化的特點, ,現(xiàn)提供下列器材現(xiàn)提供下列器材: :A.A.電流表電流表A A1 1( (量
29、程量程100 100 mAmA, ,內(nèi)阻約內(nèi)阻約1 )1 )B.B.電流表電流表A A2 2( (量程量程0.6 A,0.6 A,內(nèi)阻約內(nèi)阻約0.3 )0.3 )C.C.電壓表電壓表V V1 1( (量程量程3.0 V,3.0 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約3 3 kk) )D.D.電壓表電壓表V V2 2( (量程量程15.0 V,15.0 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約10 10 kk) )E.E.滑動變阻器滑動變阻器R(R(最大阻值為最大阻值為10 )10 )F.F.電源電源E(E(電動勢電動勢15 V,15 V,內(nèi)阻忽略內(nèi)阻忽略) )G.G.開關(guān)、導(dǎo)線若干開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)(1)該小組測出熱敏電阻該小組測出熱敏
30、電阻R R1 1的的U-IU-I圖線如圖圖線如圖( (甲甲) )中曲線中曲線所示所示, ,該熱敏電阻該熱敏電阻是是( (選擇選擇“PTC”PTC”或或“NTC”)NTC”)熱敏電阻熱敏電阻.解析解析: :(1)(1)如題圖如題圖( (甲甲) )曲線曲線可知可知, ,隨電壓增大隨電壓增大, ,電流增大電流增大, ,電壓與電流比值增電壓與電流比值增大大, ,電阻阻值增大電阻阻值增大, ,即隨溫度升高即隨溫度升高, ,電阻阻值增大電阻阻值增大, ,該電阻是正溫度系數(shù)該電阻是正溫度系數(shù)(PTC)(PTC)熱敏電阻熱敏電阻. .答案答案: :(1)PTC(1)PTC(2)(2)請在所提供的器材中選擇必需
31、的器材請在所提供的器材中選擇必需的器材, ,電流表應(yīng)選電流表應(yīng)選, ,電壓表應(yīng)電壓表應(yīng)選選( (填寫器材前面的字母填寫器材前面的字母););并在虛線框中畫出該小組設(shè)計的電路圖并在虛線框中畫出該小組設(shè)計的電路圖.解析解析: :(2)(2)根據(jù)根據(jù)U-IU-I圖線可知電壓表應(yīng)選圖線可知電壓表應(yīng)選D,D,電流表應(yīng)選電流表應(yīng)選B;B;由于熱敏電阻的阻值由于熱敏電阻的阻值遠小于電壓表內(nèi)阻遠小于電壓表內(nèi)阻, ,所以電流表應(yīng)用外接法所以電流表應(yīng)用外接法, ,又變阻器采用分壓式接法又變阻器采用分壓式接法, ,電路電路圖如圖所示圖如圖所示. .答案答案: :(2)B(2)BD D 圖見解析圖見解析 (3)(3)
32、該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R R2 2的的U-IU-I圖線如曲線圖線如曲線所示所示. .然后將熱然后將熱敏電阻敏電阻R R1 1,R,R2 2分別與某電池組連成如圖分別與某電池組連成如圖( (乙乙) )所示電路所示電路. .測得通過測得通過R R1 1和和R R2 2的電流分別的電流分別為為0.30 A0.30 A和和0.60 A,0.60 A,則該電池組的電動勢為則該電池組的電動勢為V.(V.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析解析: :(3)(3)在閉合電路中在閉合電路中, ,電源電動勢電源電動勢E=E=U+IrU+Ir, ,由圖由圖(
33、 (甲甲) )曲線曲線,可知可知, ,電流電流為為0.30 A0.30 A時時, ,電阻電阻R R1 1兩端電壓為兩端電壓為8.0 V,8.0 V,電流為電流為0.60 A0.60 A時時, ,電阻電阻R R2 2兩端電壓為兩端電壓為6.0 V,6.0 V,將這兩組數(shù)據(jù)代入上式將這兩組數(shù)據(jù)代入上式, ,解得解得E=10.0 V.E=10.0 V.答案答案: :(3)10.0(3)10.0【創(chuàng)新創(chuàng)新/ /改進點分析改進點分析】1.1.實驗方案的創(chuàng)新實驗方案的創(chuàng)新: :探究熱敏電阻的探究熱敏電阻的U-IU-I圖線圖線. .2.2.考查方式的拓展考查方式的拓展: :利用閉合電路歐姆定律列方程求電動勢
34、利用閉合電路歐姆定律列方程求電動勢. .2.2.(2018(2018甘肅天水檢測甘肅天水檢測) )某同學(xué)用如圖某同學(xué)用如圖( (甲甲) )所示的電路所示的電路, ,描繪標有描繪標有“3.8 V3.8 V0.3 A ”0.3 A ”的小燈泡燈絲電阻的小燈泡燈絲電阻R R隨電壓隨電壓U U變化的圖像變化的圖像. .除了導(dǎo)線和開關(guān)外除了導(dǎo)線和開關(guān)外, ,有以下一有以下一些器材可供選擇些器材可供選擇: :電流表電流表:A:A1 1( (量程量程100 100 mAmA, ,內(nèi)阻約內(nèi)阻約2 )2 ) A A2 2( (量程量程0.6 A,0.6 A,內(nèi)阻約內(nèi)阻約0.3 )0.3 )電壓表電壓表:V:V1
35、 1( (量程量程5 V,5 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約5 5 kk ) ) V V2 2( (量程量程15 V,15 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約15 )15 )滑動變阻器滑動變阻器:R:R1 1( (最大阻值約為最大阻值約為100 )100 ) R R2 2( (最大阻值約為最大阻值約為10 )10 )電源電源E(E(電動勢為電動勢為4 V,4 V,內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為0.04 ),0.04 ),開關(guān)開關(guān)S,S,導(dǎo)線若干導(dǎo)線若干. .解析解析: :(1)(1)因小燈泡額定電流為因小燈泡額定電流為0.3 A,0.3 A,額定電壓為額定電壓為3.8 V,3.8 V,故電流表應(yīng)選故電流表應(yīng)選A A2 2, ,電壓電壓表應(yīng)
36、選表應(yīng)選V V1 1, ,又因描繪伏安特性曲線要求電壓與電流調(diào)節(jié)范圍大又因描繪伏安特性曲線要求電壓與電流調(diào)節(jié)范圍大, ,故變阻器需用分故變阻器需用分壓式接法壓式接法, ,應(yīng)選阻值小的變阻器應(yīng)選阻值小的變阻器, ,故變阻器應(yīng)選故變阻器應(yīng)選R R2 2. .答案答案: :(1)A(1)A2 2V V1 1R R2 2(1)(1)為了調(diào)節(jié)方便為了調(diào)節(jié)方便, ,測量準確測量準確, , 實驗中應(yīng)選用電流表實驗中應(yīng)選用電流表, ,電壓表電壓表, ,滑動變阻器滑動變阻器( (選填器材前的字母代號選填器材前的字母代號).).(2)(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)根據(jù)實驗數(shù)據(jù), ,計算并描繪出計算并描繪出R-UR-U的圖像如
37、圖的圖像如圖( (乙乙) )所示所示. .由圖像可知由圖像可知, ,此燈泡在此燈泡在所加電壓為所加電壓為3.00 V3.00 V時時, ,燈絲電阻為燈絲電阻為 ,燈泡實際消耗的電功率為燈泡實際消耗的電功率為W.W.解析解析: :(2)(2)由由R-UR-U圖像知圖像知U=0U=0時時,R,R為為1.5 ,U=3 V1.5 ,U=3 V時時,R,R為為11.5 ,11.5 ,由由P= P= 得得P0.78 W.P0.78 W.答案答案: :(2)11.5 0.78(2)11.5 0.782UR(3)(3)根據(jù)根據(jù)R-UR-U圖像圖像, ,可確定小燈泡的電功率可確定小燈泡的電功率P P與外加電壓與外加電壓U U的示意圖的示意圖, ,最接近最接近( (丙丙) )中的中的.答案答案: :(3)A(3)A【創(chuàng)新創(chuàng)新/ /改進點分析改進點分析】1.1.實驗方案的改進實驗方案的改進: :研究燈絲電阻研究燈絲電阻R R隨電壓隨電壓U U的變化關(guān)系的變化關(guān)系. .2.2.數(shù)據(jù)處理的改進數(shù)據(jù)處理的改進: :利用利用R-UR-U圖像確定燈泡的圖像確定燈泡的P-UP-U圖像圖像. .
物理總第八章 恒定電流 實驗九 描繪小電珠的伏安特性曲線 教科版
