【优化探究】2016届高三物理一轮复习(课件 知能检测)第八章 恒定电流 8-3-3解析

O1．实验目的O(1)描绘小电珠的伏安特性曲线．O(2)分析小电珠伏安特性曲线的变化规律．O2．实验原理O用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值后，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．O3．实验器材O小电珠(“3.8V,0.3A”或“2.5V,0.6A”)、4V～6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．(三)描绘小电珠的伏安特性曲线O[实验基础夯实]O[核心要点突破]O1．实验步骤O(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，按如图所示的原理图连接好实验电路．O(2)把滑动变阻器的滑动片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S.O(3)移动滑动变阻器触头位置，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.O(4)在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．将描出的点用平滑的曲线连起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．O(5)拆除电路、整理仪器．O2．误差分析O(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．O(2)测量时读数带来误差．O(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．O3．注意事项O(1)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．O(2)本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法．O(3)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．O(4)加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压．O(5)连图线时曲线要平滑，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，不要画成折线．O(4)加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压．O(5)连图线时曲线要平滑，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，不要画成折线．O【典例1】(2013年高考天津理综)要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电O压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：O电池组(电动势为4.5V，内阻约1Ω)；O电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)；O电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；O电键一个，导线若干．O(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________________(填字母代号)．OA．滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)OB．滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)实验原理及数据处理O(2)实验的电路图应选用下列的图____________(填字母代号)．O(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如下图所示．如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是____________W.O[答案](1)A(2)B(3)0.1[自主解答](1)为便于操作实验，滑动变阻器应选择总阻值小的滑动变阻器，故选A.(2)因为灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，故滑动变阻器应采用分压接法．小灯泡的电阻R＝U2P＝15Ω，与电流表的内阻5Ω相差不大，因此电流表采用外接．故B图正确．(3)在小灯泡的伏安特性曲线图上作出电源的伏安特性曲线(如图)，由两曲线的交点的电流I＝0.10A，电压U＝1.0V，得小灯泡消耗的功率P＝IU＝0.10×1.0W＝0.1W.O【典例2】(2014年合肥高三质检)有一个小电珠上标有“4V2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的UI图线．有下列器材供选用：OA．电压表(0～5V，内阻10kΩ)OB．电压表(0～10V，内阻20kΩ)OC．电流表(0～3A，电阻1Ω)OD．电流表(0～0.6A，内阻0.4Ω)OE．滑动变阻器(5Ω，1A)OF．滑动变阻器(500Ω，0.2A)OG．电源、开关一个、导线若干电路设计及实物连图O(2)满足实验要求的电路图如图所示．[自主解答](1)因小电珠的额定电压为4V，所以电压表应选用A，小电珠的额定电流I＝PU＝0.5A，所以电流表应选用D；小电珠正常工作时的电阻为R＝U2P＝8Ω，因为RVRARx，Rx为小电阻，电流表应采用外接法，要求电压表从零开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，为便于调节，滑动变阻器应选用E.O接成相应实物电路图如图所示．O[答案](1)ADE(2)见自主解答O【典例3】(2014年宿州模拟)如图甲所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线图．O(1)在图乙中画出实验电路图(根据该电路图可得到UI关系的完整曲线)，可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器(变化范围0～50Ω)、电动势为6V的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干．实验创新设计O(2)如果将该小灯泡分别接入图甲、乙两个不同电路，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5V，内电阻为1.5Ω，定值电阻R＝18Ω，则接入____________(选填“甲”或“乙”)电路时，小灯泡较亮些．O(3)在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为____________________W.O(4)若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为____________W.O[自主解答](1)由于要画出UI关系的完整曲线，必须用分压接法画出实验电路图．O(2)分别在小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线交点即为工作点．显然接入甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些．O(3)在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为P＝IU＝0.15×1W＝0.15W.O(4)若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效为电动势为2.25V，内阻为2.25Ω的电池连接一个灯泡，在小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线图上画出电源(电动势2.25V，内阻2.25Ω)的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的UI关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I＝0.26A(如图线丙)，此时电源内部的发热功率为P＝I2r＝0.262×4.5W≈0.30W.O[答案](1)实验电路图如图所示．O(2)甲(3)0.15(4)0.30本小节结束请按ESC键返回