1、菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线 菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习一、实验原理与操作菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习二、注意事项1电路的连接方式：电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压式连接2闭合开关前，滑片应移到使小电珠的电压为 0 的一端3在 IU 图线弯曲处，绘点要密4IU 图线上各点要用平滑曲线连接菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习三、误差分析1系统误差：由于电压表、电流表不
2、是理想电表，电表内阻对电路的影响带来的误差2偶然误差：(1)电压表、电流表的读数带来的误差(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习四、附录1滑动变阻器的限流接法和分压接法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RERR0UE0UE 电压能从零开始连续变化分压接法调节范围大负载 R 上电流调节范围ERR0IER0IER分压接法调节范围大闭合 S 前触头位置b 端a 端都是为了保护电路元件菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习2.分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能
3、控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式电路(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习考点一实
4、验原理和实验器材的选取【例 1】(2013天津高考)要测绘一个标有“3 V、0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作已选用的器材有：电池组(电动势为 4.5 V，内阻约 1)；电流表(量程为 0250 mA，内阻约 5)；电压表(量程为 03 V，内阻约 3 k)；开关一个、导线若干菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填字母代号)A滑动变阻器(最大阻值 20，额定电流 1 A)B滑动变阻器(最大阻值 1 750，额定电流 0.3 A)菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整
5、合重落实深化学习(2)实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图实-8-1 所示，如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_W.图实-8-1菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【思维模板】问 1：滑动变阻器的选取原则一般是什么？提示：一般情况下，若采用“分压式”接法，则选总阻值较小的滑动变阻器；若采用“限流式”接法，则选用与测量电阻阻值相当的滑动变阻器菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习问 2：把小灯泡接
6、入电源的两端后，如何确定通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压？提示：把小灯泡接入电路后，其两端的电压与电源的路端电压相等，在小灯泡的 IU 图象中，再画出电源的 IU图线，两线的交点坐标即小灯泡的工作电流和电压菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)根据小灯泡标示的额定值可以计算出小灯泡的额定电流 IPU0.63 A0.2 A，两个滑动变阻器在此电流下都能保证安全，根据测绘小灯泡的伏安特性曲线的要求，小灯泡两端的电压需要从零开始调节，故调节电路中滑动变阻器应采用分压接法为方便调节应选用最大阻值小的滑动变阻器，故选 A；(2)额定电压下小灯泡的阻值 RUI 30
7、.2 15，远小于电压表内阻，故电流表应该采用外接法，所以电路应采用分压外接法，故选 B.菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(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 I0.10 A，电压 U1.0 V，得小灯泡消耗的功率 PIU0.101.0 W0.1 W.菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【答案】(1)A(2)B(3)0.1菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习考点二电路的连接和数据分析【例 2】在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用器材有：电动势为 6 V 的
8、电源，额定电压为 2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线要求能测出尽可能多的数据，图实-8-2 甲所示是没有连接完的实物电路(已连接好的导线有 a、b、c、d、e、f 六根)菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习 甲 乙图实-8-2(1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整(2)连好电路，闭合开关，移动滑片 P 到某处，电压表的示数为 2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片 P 向_(填“左”或“右”)端滑动菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(3)通过移动滑片 P，分别记下了多组对应的电压表和电
9、流表示数，并绘制成了如图实-8-2 乙所示的 U-I 图线，根据U-I 图 线 提 供 的 信 息，可 计 算 出 小 灯 泡 的 额 定 功 率 为_W.(4)小灯泡的 U-I 图线是曲线而不是过原点的直线，原因是_菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)小灯泡的电阻很小，因此采用电流表外接法；实验时，要求小灯泡两端电压从 0 逐渐增大到额定电压，滑动变阻器应采用分压式接法实物电路如答案图所示(2)将滑片 P 向右端滑动，可以增大灯泡两端的电压(3)根据 UI 图象可知，U2.5 V 时，I0.2 A，所以小灯泡的额定功率为 PUI0.5 W.(4)UI
10、图线上各点与原点连线的斜率表示灯丝的电阻，图线是曲线而不是过原点的直线，这是因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【答案】(1)如图所示(2)右(3)0.5(4)灯丝的电阻会随温度的升高而增大甲菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【反思总结】实物连线的原则1先串后并，接线到柱，注意量程和正负2对限流电路，用笔画线代替导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学
11、习3对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习考点三实验改进与创新【例 3】(2014厦门模拟)发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应用，如图实-8-3 所示是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“”号的一端接高电势，带“”号的一端接低电势，某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压 U 和通过它的电流，所得数据如表所示菜单析典例考点突破高三总
12、复习 物理览精要知识整合重落实深化学习图实-8-3U/V00.400.801.201.602.002.402.80I/mA00.92.34.36.812.019.030.0菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(1)实验室提供的器材如下：A电压表(量程 03 V，内阻约 10 k)B电压表(量程 015 V，内阻约 25 k)C电流表(量程 050 mA，内阻约 50)D电流表(量程 00.6 mA，内阻约 1)E滑动变阻器(阻值范围 010，允许最大电流 3 A)F电源(电动势 6 V，内阻不计)G开关，导线该同学做实验时，电压表选用的是_，电流表选用的是_(填选项字
13、母)菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(2)请在图实-8-4 甲中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整 甲 乙图实-8-4菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(3)在实验过程中，开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_端(选填“左”或“右”)(4)根据表中数据，在图实-8-4 乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的 IU 图线(5)由 IU 图线可知：二极管的电阻值随工作电压的增大而_(选填“不变”“增大”或“减小”)(6)若此发光二极管的最佳工作电流为 10 mA，现将此发光二极管与电动势为 3 V、内阻不计的电池组相连，
14、还需串联一个阻值 R_ 的电阻，才能使它工作在最佳状态(结果保留三位有效数字)菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)根据实验测得它两端的电压 U 和通过它的电流 I 的数据范围可知：电压变化的最大值为 2.8 V，所以电压表选 A；电流变化的最大值为 30 mA，所以电流表选 C.(2)电压、电流要从 0 测起，所以滑动变阻器应该用分压式；二极管的电阻更接近电流表的内阻电流表应该用外接法实物图的连接如图所示菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(3)根据题意可知当开关 S
15、 闭合前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑动变阻器的滑片应置于最左端(4)根据表中数据，在图上描出各点，用平滑的曲线连接起来如图所示菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(5)图线的斜率表示电阻的倒数，故随电压的增大，电阻减小(6)根据 IU 图线，可知当二极管的工作电压为 1.9 V 时，工作电流约为 10 mA，串联电阻上分得的电压应为 1.1 V，故应串联的电阻为 R110.【答案】(1)A C(2)见解析图菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习借题发挥高考命题角度分析一、本题创新点分析1真题溯源本例所用的器材和实验电路图与教材实验是
16、相同的2创新亮点本例的实验目的不是描绘小灯泡的伏安特性曲线，而是研究二极管的伏安特性曲线菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习二、本实验的其他改进创新思路(1)以实验原理及实验方法为基础，探究小灯泡功率与电压的关系(2)图象法处理数据及实物连线(3)实验仪器的选择及控制电路的选择菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(4)数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习1(2012安徽高考)如图实-8-5 为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额
17、定电压为 2.5 V.图实-8-5菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；断开开关，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)
18、与实物电路相应的电路图如图所示菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【答案】(1)使它靠近滑动变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压(2)见解析菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习2(2014合肥模拟)为了测量一个“12 V、5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12 V，电阻不计；电流表：00.6 A,03 A，内阻可忽略；电压表：03 V,015 V，内阻很大；滑动变阻器：阻值范围 020，允许最大电流 1 A开关一个，导线若干实验时要求加在灯泡两端的电压可从 0 调
19、到 12 V.菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(1)将图实-8-6 甲中的实物图连接完整 甲 乙图实-8-6菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(2)某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图实-8-6 乙所示，某次测量时，小灯泡电流大小为 0.40 A，则此时加在它两 端 的 电 压 为 _V，此 时 小 灯 泡 的 实 际 功 率 为_W.菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)由于要求电压从 0 开始调节，故滑动变阻器应采用分压式接法又因电流表内阻可忽略，则电流表采用内接法、外接法均可以，实物连接如图(
20、2)由 IU 图线得，当 I0.40 A 时，U6.0 V，故小灯泡的实际功率为 PIU2.4 W.菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【答案】(1)见解析(2)6.0 2.4菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习3(2014辽宁五校联考)从下表中选出适当的实验器材，测量小电珠的伏安特性曲线，得到如图的 I-U 图线.器材(代号)规格电流表(A1)量程 00.6 A，内阻 1 电流表(A2)量程 03 A，内阻 1 电压表(V1)量程 03 V，内阻约 2 k电压表(V2)量程 015 V，内阻约 10 k滑动变阻器(R0)阻值 025 电池(
21、E)电动势 6 V，内阻不计开关(S)导线若干菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(1)在如图实-8-7 所示的 I-U 图线中，A 到 B 过程中小电珠电阻改变了_.图实-8-7(2)测量电路中电流表应选用_(填代号)，电压表应选用_(填代号)，电流表应采用_(选填“内”或“外”)接法菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(3)在图示虚线框中用笔补画完整实验电路图，要求变阻器滑片右移时，小电珠两端电压变大图实-8-8菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)先分别通过 AO 和 BO 连线的斜率，求出A、B
22、两点对应电阻为 30 和 40，则 A 到 B 过程中小电珠电阻改变了 40 30 10.(2)由图象测量的最大数值可知，电流表应选小量程 0.6 A，即 A1，电压表应选较大量程 15 V，即 V2.由于 RA1RV2100 40，故应采用电流表外接法(3)电表读数从 0 开始，故变阻器应采用分压式接法，如图所示菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【答案】(1)10(2)A1 V2 外(3)见解析图菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习4(2014山东威海一模)某学习小组通过实验来研究电器元件 Z 的伏安特性曲线他们在实验中测得电器元件 Z
23、两端的电压与通过它的电流的数据如下表：U/V 0.000.200.501.001.502.002.503.00I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习现备有下列器材：A内阻不计的 6 V 电源；B量程为 03 A 的内阻不可忽略的电流表；C量程为 00.3 A 的内阻不可忽略的电流表；D量程为 03 V 的内阻很大的电压表；E阻值为 010，额定电流为 3 A 的滑动变阻器；F开关和导线若干菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(1)这个学习小组在
24、实验中电流表应选_(填器材前面的字母)(2)请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个_菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(3)利用表格中数据绘出的电器元件 Z 的伏安特性曲线，如图实-8-9 所示，分析曲线可知该电器元件 Z 的电阻随 U 变大而_(填“变大”、“变小”或“不变”)；图实-8-9菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(4)若把用电器 Z 接入如图实-8-9 所示的电路中时，电流表的读数为 0.150 A，已知 A、B 两端电压恒为 2 V，则定值电阻 R0 的阻值为
25、_.(结果保留两位有效数字)图实-8-10菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)电流表的最大读数为 0.215 A，故电流表应选 C.(2)因元件 Z 的两端的电压和通过它的电流均从零开始增加，故滑动变阻器应选分压式接法，又元件 Z 的电阻约 5，较小电阻应外接，故选 D 实验电路(3)因 IU 图象向下弯曲，故 Z 的电阻随 U 变大而变大(4)Z 与 R0 串联后的总电阻为 RZR0UI，由 IU 图象知，当 I0.150 A 时，UZ1.00 V，RZUZI解得 R0UI UZI 6.7.菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习
26、【答案】(1)C(2)D(3)变大(4)6.7(6.76.9 之间均可)菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习5(2013福建高考)硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件某实验小组设计如图实-8-11 甲电路，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)，探究其在无光照时的反向伏安特性图中电压表 V1 量程选用 3 V，内阻为 6.0 k；电压表 V2 量程选用 15 V，内阻约为 30 k；R0 为保护电阻；直流电源电动势 E 约为 12 V，内阻不计菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(1)根据图甲，用笔画线代替导
27、线，将图实-8-11 乙连接成完整电路 甲 乙图实-8-11菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(2)用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关 S，调节变阻器 R，读出电压表 V1、V2 的示数 U1、U2.某次测量时，电压表 V1 示数如图实-8-11 丙，则 U1_V，可 算 出 通 过 硅 光 电 池 的 反 向 电 流 大 小 为_mA(保留两位小数)丙图实-8-11菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习该小组测出大量数据，筛选出下表所示的 9 组 U1、U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压 Ux 和通过的反向电流 Ix(表中“”表示反向)，
28、并在坐标纸上建立 Ix-Ux 坐标系，标出了与表中前 5 组 Ux、Ix 数据对应的 5 个坐标点请你标出余下的 4 个坐标点，并绘出 Ix-Ux 图线123456789U1/V0.00 0.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.01.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0Ix/mA 0.00 0.000.010.020.040.070.120.190.29菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习图实-8-12由 Ix-Ux 图线可知，硅光电池无光照下加反向
29、电压时，Ix 与 Ux 成_(选填“线性”或“非线性”)关系菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习【解析】(1)滑动变阻器的分压接法应将全电阻接入主回路，依题意选择两电压表量程，并据电流流向选择接线柱，连线如图菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习(2)据 3 V 量程可知精确到 0.1 V，因此 U11.40 V，据IU1RV0.23 mA 可得与电压表 V1 串联的电池的反向电流依表格数据进行描点，可绘出 Ix-Ux 图象如图菜单析典例考点突破高三总复习 物理览精要知识整合重落实深化学习据绘出的 Ix-Ux 图象是曲线可知 Ix 与 Ux 是非线性关系【答案】(1)连线见解析图(2)1.40 0.23 描点绘出的 Ix-Ux 图象见解析图 非线性