高考物理一轮复习实验增分专题9描绘小电珠的伏安特性曲线学案.doc
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1、1 / 8【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习实验增分专题精选高考物理一轮复习实验增分专题 9 9描绘小电珠的伏安特性曲线学案描绘小电珠的伏安特性曲线学案考纲要求考情分析命题趋势描绘小电珠的伏安特性曲线2017全国卷,232016天津卷,9(3)高考对本实验的考查主要侧重于以下四个方面:1.伏安法测电阻电路连接形式(电流表内接、外接)的确定:2.控制电路的确定(分压式),3.实验仪器的选择;4.实验原理的理解及其创新(注意结合电源的UI图线考查工作点问题)知识梳理夯实基础一、实验流程二、注意事项1电流表外接法本实验中被测小电珠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
2、动变阻器应采用分压式连接本实验要做出 UI 图象,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三、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2 / 8于真实值2测量时读数带来误差3在坐标纸上描点、作图带来误差核心考点分层突破考点 1 电路设计和实验原理例 1(2017全国卷)某同学研究小灯泡的伏安特性所使用的器材有:小灯泡 L(额定电压 3.8 V,额定电流 0.32 A);电压表 V(量
3、程 3 V,内阻 3 k);电流表 A(量程 0.5 A,内阻 0.5 );固定电阻 R0(阻值 1 000 );滑动变阻器 R(阻值 09.0 );电源 E(电动势 5 V,内阻不计);开关 S;导线若干(1)实验要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_增大_,灯丝的电阻率_增大_.(均选填“增大” “不变”或“减小”)(3)用另一电源 E0(电动势 4 V,内阻 1.00 )和题给器材连接成图乙所示的电路,调节滑动变阻器 R 的阻值,可以改变小灯泡的实际功率闭合开
4、关 S,在 R 的变化范围内,小灯泡的最小功率为_0.39_W,最大功率为_1.17_W.(结果均保留两位小数)解析 (1)要实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量,则滑动变阻器需要设计成分压接法;电压表 V 应与固定电阻 R0串联,将量程改为 4 V由于小灯泡正常发光时电阻约为 12 ,所以需将电流表外接(2)由小灯泡伏安特性曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻增大根据电阻定律可知,灯丝的电阻率增大(3) 当滑动变阻器3 / 8接入电路中的阻值最大为 9.0 时,流过小灯泡的电流最小,小灯泡的实际功率最小,把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分,在题图甲中画出等效电源 E0(电动
5、势 4 V,内阻 1.00 9.0 10 )的伏安特性曲线,函数表达式为 U410I(V),图线如图中所示,故小灯泡的最小功率为 PminU1I11.750.225 W0.39 W当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时,流过小灯泡的电流最大,小灯泡的实际功率最大,在题图甲中画出电源E0(电动势 4 V,内阻 1.00 )的伏安特性曲线,函数表达为为U4I(V),图线如图中所示,故小灯泡的最大功率为PmaxU2I23.680.318 W1.17 W.考点 2 数据处理和误差分析例 2某学习小组探究一小电珠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(1)实验要求滑动变阻器的
6、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;(2)某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为_0.44_A;(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将_4_只相同的小电珠并联后,直接与电动势为 3 V、内阻为 1 的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为_2.25_W.(结果保留两位小数)解析 (1)连线如图所示(2)由图知电流表量程为 0.6 A,所以读数为 0.44 A;(3)电源内阻为 1 .所以当外电路总电阻等于电源内阻时,电源的输出功4 / 8率最大,即小电珠的总
7、功率最大,此时外电路电压等于内电压等于1.5 V由图丙知当小电珠电压等于 1.5 V 时电流约为 0.38 A,此时电阻约为 R3.95 4 ,并联后的总电阻为 1 ,所以需要 4 个小电珠并联,小电珠消耗的总功率为 P W2.25 W.考点 3 实验改进与创新本实验的创新改进之处主要集中在三点:1数据处理方式的改进:采取“DIS”数字化实验系统进行数据的采集和处理2被测元件的变更:探究其他元件的伏安特性3实验目的变更:如探究元件的电阻随温度变化的规律例 3某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为 3 k)、电流表(内阻约为 1 )、定值电阻等(1)使
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