第8章 第3讲 第3课时 逐解考纲实验——绘小电珠的伏安特性曲线（课件PPT）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第3课时　逐解考纲实验—描绘小电珠的伏安特性曲线   一、基本原理与操作 原理装置图 操作要领 (1)安装：按照原理装置图安装实验仪器。 (2)操作：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，让电表从零起测量多组U、I值。 (3)作图：坐标轴标度要适中，单位要标注，连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧，明显偏离图线的点要舍去 二、实验核心关键点 1．数据处理 (1)在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系。 (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点。 (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线。 2．误差分析 (1)由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会造成系统误差。 (2)电流表、电压表的读数造成偶然误差。 (3)在坐标纸上描点、作图造成偶然误差。 3．注意事项 (1)电流表外接法：本实验中被测元件的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。 (2)滑动变阻器应采用分压式连接：本实验要作出I­U图像，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：闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使被测元件分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从零开始变化，且加在被测元件两端的电压不要超过其额定电压。 1．(2021·河北高考)某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有：小灯泡(6.3 V，0.15 A)，直流电源(9 V)，滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。 (1)根据图1，完成图2中的实物连线。 (2)按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是________(单项选择，填正确答案标号)。 A．电流表短路 B．滑动变阻器的滑片接触不良 C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端 (3)更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验 数据描点作图，得到I­U图像，其中一部分如图3所示。 根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______Ω (保留三位有效数字)。 解析：(1)电流表负极与滑动变阻器的上接线柱连接，如图所示。 (2)开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A错误；滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误；滑动变阻器的滑片开始时置于b端，小灯泡部分分压达到最大，通过电流最大，可能会烧断小灯泡灯丝，C正确。 2．某同学想要描绘标有“3.8 V　0.3 A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有： 电压表V，量程0～5 V，内阻约5 kΩ 电流表A1，量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω 电流表A2，量程0～100 mA，内阻约4 Ω 滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω，额定电流为2.0 A 滑动变阻器R2，最大阻值为100 Ω，额定电流为1.0 A 直流电源E，电动势约6 V，内阻可忽略不计 (1)上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________(请填写所选器材的字母符号)。 (2)该同学正确选择仪器后连接了如图所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题： ①____________________________________________________________________； ②___________________________________________________________________。 解析：(1)灯泡额定电流为0.3 A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压式接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。 (2)由于灯泡内阻较小，为了减小实验误差，故只能采用电流表外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压式接法；该电路中电流表采用内接法以及限流式接法，故要改为电流表外接法和分压式接法。 答案：(1)A1　R1　(2)电流表应采用外接法　滑动变阻器应采用分压接法 [关键点拨] (1)在本实验中，由于要求电压从零开始，必须采用分压电路。 (2)根据小灯泡的额定电压和额定电流选择电压表和电流表的量程。 (3)在分压电路中，滑动变阻器应在安全的情况下选择总阻值较小的。 3．小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，将实验数据记录在下表中： (1)实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 Ω、额定电流3 A) B．滑动变阻器(阻值范围0～2 000 Ω、额定电流1 A) 实验中选择的滑动变阻器是