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

第3课时　考纲实验——描绘小电珠的伏安特性曲线 一、基本原理与操作 操作要领 (1)连线路：电压表、电流表量程合适，闭合开关前，滑动变阻器滑片位置正确。 (2)采用分压电路：电流、电压能从零开始测量。 (3)逐渐增大电压，测量对应电流，测量多组。 (4)做I-U图像：描点准确，用平滑曲线连接。 续表 二、核心关键 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。 (2)测量时读数带来误差。 (3)在坐标纸上描点、作图带来误差。 3．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)滑动变阻器应采用分压式连接：本实验要做出I-U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：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应置于使接入电路的电阻最大位置处。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。 一、基础考法保住分 考查点(一)　实验原理与操作 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I-U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)。 答案：(1)见解析图　(2)C　(3)27.0 考查点(二)　数据处理与误差分析 2．(2023·宝鸡调研)某学习小组欲描绘小灯泡(3 V，1.5 W)的U-I图线，可选用的实验器材如下： A．电池组：电动势约为4.5 V，内阻可不计； B．双量程的电压表： V1：量程3 V，内阻约为3 kΩ； V2：量程15 V，内阻约为15 kΩ； C．双量程的电流表： A1：量程0.6 A，内阻约为1 Ω； A2：量程3 A，内阻约为0.1 Ω； D．滑动变阻器R：阻值范围0～10 Ω，允许通过的最大电流为2 A； E．开关S，导线若干。 在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题： (1)根据以上器材，用笔画线代替导线将实物图1连接成完整电路。 二、创新考法不失分 创新角度(一)　实验目的的创新 1．(2022·重庆高考)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时， 其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒 定电流为50.0 μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热 器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 (1)用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0 μA，须调节________(选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0 μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻________(选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。 (2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是________kΩ·℃－1(保留2位有效数字)。 [创新点分析]　研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。 答案：(1)可变电阻R1　远大于　(2)1.2 创新角度(二)　实验器材的创新 2．(2022·全国乙卷)一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻Rx在0～5 mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V(量程为3 V，内阻很大)，电流表A(量程为1 mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干。 (1)要求通过Rx的电流可在0～5 mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图； (2)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为________(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻