高考物理复习第八章恒定电流实验九描绘小电珠的伏安特性曲线材料市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2019,高考一轮总复习,物理,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章 恒定电流,试验九描绘小电珠伏安特征曲线,1/42,过好双基关,2/42,1.,试验原理,(1),测多组小电珠,U,、,I,值，并绘出,I,U,图象；,(2),由图线斜率反应电流与电压和,关系,.,2.,试验器材,小电珠,“,3.8 V,0.3 A,”,、电压表,“,0,3 V,15 V,”,、电流表,“,0,0.6 A,3 A,”,、,、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔,.,基本试验要求,温度,滑动变阻器,3/42,图,1,(2),将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所表示电路,.,3.,试验步骤,(1),画出电路图,(,如图,1,甲所表示,).,4/42,(3),测量与统计,移动滑动变阻器触头位置，测出,12,组左右不一样电压值,U,和电流值,I,，并将测量数据填入自己设计表格中,.,(4),数据处理,在坐标纸上以,U,为横轴，,I,为纵轴，建立直角坐标系,.,在坐标纸上描出各组数据所对应点,.,将描出点用,曲线连接起来，得到小电珠伏安特征曲线,.,平滑,5/42,4.,试验器材选取,(1),标准：,安全；,准确；,操作方便,.,(2),详细要求,电源允许最大电流大于电路中实际最大电流,.,干电池中电流普通不允许超出,0.6 A.,用电器额定电流不能小于经过该用电器实际最大电流,.,电压表或电流表量程不能小于被测电压或电流最大值,.,电压表或电流表指针应偏转到满刻度,以上,.,从便于操作角度来考虑，限流式接法要选取与待测电阻,滑动变阻器，分压式接法要选取,阻值滑动变阻器,.,相近,较小,6/42,1.,注意事项,(1),电路连接方式：,电流表应采取,接法：因为小电珠,(3.8 V,0.3 A),电阻很小，与量程为,0.6 A,电流表串联时，电流表分压影响很大,.,滑动变阻器应采取,接法：目标是使小电珠两端电压能从,0,开始连续改变,.,(2),闭合开关,S,前，滑动变阻器触头应移到使小电珠分得电压为,0,一端，使开关闭合时小电珠电压能从,0,开始改变，同时也是为了预防开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝,.,规律方法总结,外,分压式,7/42,(3),I,U,图线在,U,0,1.0 V,左右将发生显著弯曲，故在,U,1.0 V,左右绘点要密，以防出现较大误差,.,2.,误差分析,(1),因为电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，因为电压表分流，使测得电流值,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,.,大,8/42,研透命题点,9/42,例,1,(,全国卷,23),某同学研究小灯泡伏安特征，所使用器材有：小灯泡,L(,额定电压,3.8 V,，额定电流,0.32 A),；电压表,(,量程,3 V,，内阻,3 k),；电流表,(,量程,0.5 A,，内阻,0.5),；固定电阻,R,0,(,阻值,1 000),；滑动变阻器,R,(,阻值,0,9.0),；电源,E,(,电动势,5 V,，内阻不计,),；开关,S,；导线若干,.,(1),试验要求能够实现在,0,3.8 V,范围内对小灯泡电压进行测量，画出试验电路原理图,.,命题点一教材原型试验,基础考点自主悟透,答案,解析,答案,看法析图,10/42,解析,电压表量程为,3 V,，要求能够实现在,0,3.8 V,范围内对小灯泡电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程，题目中要求小灯泡两端电压从零开始，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡电阻,R,L,故电流表用外接法，试验电路原理图如图所表示,.,11/42,由试验曲线可知，伴随电流增加小灯泡电阻,(,填,“,增大,”“,不变,”,或,“,减小,”,),，灯丝电阻率,(,填,“,增大,”“,不变,”,或,“,减小,”,).,(2),试验测得该小灯泡伏安特征曲线如图,2(a),所表示,.,答案,解析,图,2,增大,增大,12/42,解析,由,IU,图象知，图象中点与坐标原点连线斜率在减小，表示灯泡电阻随电流增大而增大，依据电阻定律,R,知，灯丝电阻率增大,.,13/42,(3),用另一电源,E,0,(,电动势,4 V,，内阻,1.00),和题给器材连接成图,(b),所表示电路，调整滑动变阻器,R,阻值，能够改变小灯泡实际功率,.,闭合开关,S,，在,R,改变范围内，小灯泡最小功率为,W,，最大功率为,W.(,结果均保留两位小数,),答案,解析,0.39,1.17,14/42,解析,当滑动变阻器阻值最大为,9.0,时，电路中电流最小，灯泡实际功率最小，由,E,0,U,I,(,R,r,),得,U,10,I,4,，作出图线,如图所表示,.,由交点坐标可得,U,1,1.78 V,，,I,1,221 mA,，,P,1,U,1,I,1,0.39 W,；当滑动变阻器电阻值,R,0,时，灯泡消耗功率最大，由,E,0,U,I,(,R,r,),得，,I,U,4,，作出图线,如图所表示,.,由交点坐标可得，,U,2,3.70 V,，,I,2,315 mA,，最大功率为,P,2,U,2,I,2,1.17 W.,15/42,解析,因为灯泡电阻大约在几欧左右，为了便于测量，滑动变阻器选择,0,10,.,变式,1,小华和小明在,“,描绘小灯泡伏安特征曲线,”,试验中，将试验数据统计在下表中：,答案,解析,电压,U,/V,0.00,0.20,0.40,0.70,1.00,1.30,1.70,2.10,2.50,电流,I,/A,0.00,0.14,0.24,0.26,0.37,0.40,0.43,0.45,0.46,(1),试验室有两种滑动变阻器供选择：,A.,滑动变阻器,(,阻值范围,0,10,、额定电流,3 A),B.,滑动变阻器,(,阻值范围,0,2 000,、额定电流,1 A),试验中选择滑动变阻器是,.(,填写字母序号,),16/42,(2),在图,3,甲中用笔画线代替导线，将试验电路连接完整,.,答案,解析,图,3,答案,看法析图,解析,因为灯泡电压和电流从零开始测起，则滑动变阻器采取分压式接法；电流表采取外接法,.,实物连线图如图甲所表示,.,17/42,(3),开关闭合前，滑动变阻器滑片应滑至,(,选填,“,左,”,或,“,右,”,),端,.,答案,解析,左,解析,为了保护测量电路，开关闭合前，滑动变阻器滑片应滑至最左端,.,18/42,(4),利用表中数据，在图乙中画出小灯泡,U,I,图线,.,解析,答案,答案,看法析图,解析,小灯泡,U,I,图线如图乙所表示,.,19/42,(5),他们在,U,I,图象上找到小灯泡工作电压为,2.0 V,时坐标点，计算此状态电阻值时，小明提出用图象上该点曲线斜率表示小灯泡阻值；小华提出该点与坐标原点连线斜率表示小灯泡阻值,.,你认为,(,选填,“,小华,”,或,“,小明,”,),方法正确,.,答案,解析,小华,解析,依据欧姆定律知，,R,电阻大小为该点与坐标原点连线斜率，故小华正确,.,20/42,变式,2,(,广东华南三校联考,),为探究小灯泡,L,伏安特征曲线，提供了以下器材：,小灯泡,L,：规格,“,4.0 V,2.8 W,”,；,电流表,A,1,，量程,3 A,，内阻约为,0.1,；,电流表,A,2,，量程,0.6 A,，内阻,r,2,0.2,；,电压表,V,，量程,3 V,，内阻,r,V,9 k,；,标准电阻,R,1,，阻值,1,；,标准电阻,R,2,，阻值,3 k,；,滑动变阻器,R,，阻值范围,0,10,；,学生电源,E,，电动势,6 V,，内阻不计；,开关,S,及导线若干,.,21/42,(1),某同学设计了如图,4,甲所表示电路来进行测量，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于,，当经过,L,电流为,0.46 A,时，电压表示数如图乙所表示，电压表读数为,V,，此时,L,电阻为,.,答案,解析,图,4,左端,2.30,5,解析,为确保安全且不损坏电路元件，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于左端,.,题图乙电压表量程为,3 V,，则读数为,2.30 V,，,L,电阻,R,5.,22/42,(2),要想更准确完整地描绘出,L,伏安特征曲线，需要重新设计电路,.,请你利用所提供器材，在图,5,中虚线框中补画出试验电路图，并在图上标明所选器材代号,.,答案,解析,图,5,答案,看法析图,解析,如图所表示,23/42,(3),依据试验测得数据，描绘出小灯泡伏安特征曲线如图,6,，若将该灯泡接到,E,1.5 V,、,r,3.0,电源两端，则灯泡实际消耗功率,P,_ W.(,结果保留两位有效数字,),答案,解析,图,6,0.18,解析,在图中画出电源,I,U,图线，由两图象交点可知，灯泡两端电压,U,0.9 V,，电流,I,0.20 A,，灯泡实际功率,P,0.9,0.20 W,0.18 W.,24/42,(1),使用多用电表粗测元件,X,电阻，选择,“,1,”,欧姆挡测量，示数如图,7(a),所表示，读数为,.,据此应选择图中,(,填,“,(b),”,或,“,(c),”,),电路进行试验；,例,2,某试验小组研究两个未知元件,X,和,Y,伏安特征，使用器材包含电压表,(,内阻约为,3 k),、电流表,(,内阻约为,1),、定值电阻等,.,答案,解析,命题点二试验拓展与创新,能力考点师生共研,图,7,10,(b),25/42,解析,由题图,(a),可知，多用电表读数为,10,，因为元件电阻较小，电路应选取电流表外接法，即选择图,(b),电路,.,26/42,(2),连接所选电路，闭合,S,；滑动变阻器滑片,P,从左向右滑动，电流表示数逐步,(,填,“,增大,”,或,“,减小,”,),；依次统计电流及对应电压；将元件,X,换成元件,Y,，重复试验；,答案,解析,增大,解析,当滑动变阻器滑片向右移时，电流表示数增大,.,27/42,(3),如图,(d),是依据试验数据作出,U,I,图线，由图可判断元件,(,填,“,X,”,或,“,Y,”,),是非线性元件；,答案,解析,Y,解析,因为元件,Y,U,I,图线是曲线，所以,Y,是非线性元件,.,28/42,(4),该小组还借助,X,和,Y,中线性元件和阻值,R,21,定值电阻，测量待测电池电动势,E,和内阻,r,，电路图如图,(e),所表示，闭合,S,1,和,S,2,，电压表读数为,3.00 V,；断开,S,2,，读数为,1.00 V.,利用图,(d),可算得,E,V.,r,(,结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表,).,答案,解析,3.2,0.50,29/42,解析,设线性元件电阻为,R,，由,U,I,图线可知，,R,10,，则,S,1,、,S,2,均闭合时，,E,0.3 A,(10,r,),，,S,1,闭合、,S,2,断开时，,E,0.1 A,(10,21,r,),，解得,E,3.2 V,，,r,0.50.,30/42,变式,3,某试验小组同学在学校试验室中发觉一电学元件，该电学元件上标有,“,最大电流不超出,6 mA,，最大电压不超出,7 V,”,，同学们想经过试验描绘出该电学元件伏安特征曲线，他们设计一部分电路如图,8,所表示，图中定值电阻,R,1 k,，用于限流；电流表量程为,10 mA,，内阻约为,5,；电压表,(,未画出,),量程为,10 V,，内阻约为,10 k,；电源电动势,E,为,12 V,，内阻不计,.,图,8,31/42,解析,滑动变阻器,A,允许最大电压为,0.3,200 V,60 V,12 V,，滑动变阻器,B,两端所能加最大电压为,0.5,20 V,10 V,12 V,，为确保安全，滑动变阻器应选,A.,(1),试验时有两个滑动变阻器可供选择：,A.,阻值,0,200,，额定电流,0.3 A,B.,阻值,0,20,，额定电流,0.5 A,应选滑动变阻器是,(,填,“,A,”,或,“,B,”,).,正确接线后，测得数据以下表：,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,U,/V,0.00,3.00,6.00,6.16,6.28,6.32,6.36,6.38,6.39,6.40,I,/mA,0.00,0.00,0.00,0.06,0.50,1.00,2.00,3.00,4.00,5.50,32/42,(2),由以上数据分析可知，电压表应并联在,M,与,之间,(,填,“,O,”,或,“,P,”,),；,答案,解析,P,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,U,/V,0.00,3.00,6.00,6.16,6.28,6.32,6.36,6.38,6.39,6.40,I,/mA,0.00,0.00,0.00,0.06,0.50,1.00,2.00,3.00,4.00,5.50,33/42,解析,由表中试验数据可知，电学元件电阻最小测量值约为：,R,1 163.6,，电流表内阻约为,5,，电压表内阻约为,10 k,，相对来说，元件电阻远大于电流表内阻，电流表应采取内接法，所以电压表应并联在,M,与,P,之间,.,34/42,(3),将电路图在,方,框中补充完整；,答案,解析,答案,看法析图,解析,描绘伏安特征曲线，电压与电流从零开始改变，滑动变阻器应采取分压接法，由,(2),可知，电流表采取内接法，试验电路图如图所表示：,35/42,解析,由表中试验数据可知，当元件两端电压小于,6 V,时，电路电流很小，几乎为零，由欧姆定律可知，元件电阻非常大，不导电；当元件两端电压大于,6 V,时，伴随电压升高电流快速增大，电压与电流比值减小，电阻变小,.,(4),从表中数据可知，该电学元件电阻特点是：,_,_.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,U,/V,0.00,3.00,6.00,6.16,6.28,6.32,6.36,6.38,6.39,6.40,I,/mA,0.00,0.00,0.00,0.06,0.50,1.00,2.00,3.00,4.00,5.50,当元件两端电压小于,6 V,时，元件电阻非常大，不导电；当元件两端电压大于,6 V,时，伴随电压升高电阻变小,36/42,变式,4,硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件,.,某试验小组设计了如图,9,甲所表示电路，给硅光电池加反向电压,(,硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点,),，探究其在无光照时反向伏安特征,.,图中电压表,V,1,量程选取,3 V,，内阻为,6 k,；电压表,V,2,量程选取,15 V,，内阻约为,30 k,；,R,0,为保护电阻；直流电源电动势,E,约为,12 V,，内阻不计,.,(1),依据图甲，用笔画线代替导线，,将图乙连接成完整电路,.,答案,图,9,37/42,答案,连线如图所表示,38/42,(2),用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关,S,，调整变阻器,R,，读出电压表,V,1,、,V,2,示数,U,1,、,U,2,.,某次测量时，电压表,V,1,示数如图丙所表示，则,U,1,V,，可算出经过硅光电池反向电流大小为,mA(,保留两位小数,).,答案,1.40,0.23,39/42,该小组测出大量数据，筛选出下表所表示,9,组,U,1,、,U,2,数据，算出对应硅光电池两端反向电压,U,x,和经过反向电流,I,x,(,表中,“,”,表示反向,),，并在图,10,坐标纸上建立,I,x,U,x,坐标系，标出了与表中前,5,组,U,x,、,I,x,数据对应,5,个坐标点,.,请你标出余下,4,个坐标点，并绘出,I,x,U,x,图线,.,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,U,1,/V,0.00,0.00,0.06,0.12,0.24,0.42,0.72,1.14,1.74,U,2,/V,0.0,1.0,2.1,3.1,4.2,5.4,6.7,8.1,9.7,U,x,/V,0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,I,x,/mA,0.00,0.00,0.01,0.02,0.04,0.07,0.12,0.19,0.29,图,10,40/42,答案,描点绘出,I,x,U,x,图线，如图所表示,.,41/42,由,I,x,U,x,图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，,I,x,与,U,x,成,_(,填,“,线性,”,或,“,非线性,”,),关系,.,答案,解析,非线性,解析,V,1,选取是,3 V,量程，则刻度盘最小分度为,0.1 V,，依据电表读数标准知,U,1,14.0,0.1 V,1.40 V,，,I,1,0.23 mA.,因为绘出,I,x,U,x,图象不是直线，即,I,x,与,U,x,成非线性关系,.,42/42,