实验九描绘小电珠的伏安特性曲线市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验九描绘小电珠伏安特征曲线,第1页,试验基础,关键探究,第2页,试验基础,解读试验,萃取精华,第3页,注意事项,1.电路连接方式,(1)电流表应采取外接法.,(2)滑动变阻器应采取分压式接法,目标是为了使小电珠两端电压能从零开始连续改变.,2.闭合开关S前,滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为零一端,从而使开关闭合时小电珠两端电压能从零开始改变,同时,也为了预防开关刚闭合时小电珠因两端电压过大而烧坏灯丝.,3.I-U图像在U,0,=1.0 V左右将发生显著弯曲,故在U,0,=1.0 V左右绘点要密,以防出现很大误差.,4.当小电珠电压靠近额定电压值时,要迟缓地增加到额定电压值,统计I后马上断开开关.,5.误差较大点要舍去,I-U图像应是平滑曲线.,误差分析,1.电表内阻对电路影响会带来误差.,2.电流表、电压表读数带来误差.,3.在坐标纸上描点、作图带来误差.,第4页,关键探究,通法悟道,拓宽思绪,探究点一基础性试验,【,典例,1】,(,福建厦门期末,)LED,二极管应用是非常广泛,某同学想要描绘某发光二极管伏安特征曲线,试验测得它两端电压,U,和经过它电流,I,数据以下表所表示,:,U/V,0.0,0.40,0.80,1.20,1.60,2.00,2.40,2.80,I/mA,0.0,0.9,2.3,4.3,6.8,12.0,19.0,30.0,第5页,试验室提供了以下器材:,A.电压表(量程03 V,内阻约20 k),B.电压表(量程015 V,内阻约100 k),C.电流表(量程050 mA,内阻约40),D.电流表(量程00.6 A,内阻约2),E.滑动变阻器(阻值范围020,允许最大电流2 A),F.电源(电动势6 V,内阻不计),G.开关,导线,第6页,解析:,(1)依据试验数据表可知电压最大为2.8 V,最大电流为30 mA,所以电压表应选择A,电流表应选择C.,(2),经过估算二极管阻值可知满足,所以电流表应用外接法,因为电流从零调,所以变阻器应采取分压式接法,连线图如图所表示,.,答案,:,(1)A,C,(2),图看法析,(1),该同学做试验时,电压表选取是,电流表选取是,(,填选项字母,).,(2),图,(,甲,),中实物连线已经连了部分电路,请按试验要求将实物图中连线补充完整,.,第7页,解析,:,(3),画出,I-U,图像如图所表示,.,答案,:,(3),图看法析,(3),依据表中数据,请在图,(,乙,),中坐标纸中画出该二极管,I-U,图线,.,第8页,(4)若此发光二极管最正确工作电流为15 mA,现将此发光二极管与电动势为 3 V、内阻不计电池组相连,还需串联一个阻值R=,电阻,才能使它工作在最正确状态(结果保留两位有效数字).,答案,:,(4)53,第9页,方法技巧,处理图像及实物图连线技巧,(1),小灯泡伏安特征曲线,(,以,I-U,关系图线为例,),上各点切线斜率倒数不表示小灯泡在该电压下电阻,此时计算小灯泡电阻一定要使用电阻定义式,R=,而不能使用表示式,R=,(,只有当,I,和,U,为线性关系时二者才相等,).,(2),实物图连线技巧,总标准,:,先串后并,接线到柱,注意量程和正负,.,对限流电路,只需用笔画线当做导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可,(,注意电表正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处,).,对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器全部电阻丝,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,比较该接头和滑动头电势高低,依据“伏安法”部分电表正负接线柱情况,将“伏安法”部分接入该两点间,.(,注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处,),第10页,题组冲关,1.,某同学想经过以下试验测量一小灯泡额定功率,他所用器材以下,:,A.,待测小灯泡一个,:,额定电压为,2.5 V,电阻约为几欧,B.,电压表一个,:,量程为,3 V,内阻约为,3 k,C.,电流表一个,:,量程为,0.6 A,内阻约为,0.1,D.,滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导线若干,(1),请在,(,甲,),图中补全测量小灯泡额定功率电路图,.,第11页,解析:,(1)灯泡电阻约为几欧,远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采取外接法,电路图如图所表示.,答案,:,(1),电路图看法析,第12页,(2),图,(,甲,),中开关,S,闭合前,滑动变阻器滑片应置于,(,选填“,A,端”“,B,端”或“,A,B,正中间”,).,答案,:,(2)B,端,解析,:,(2)图(甲)中开关S闭合之前,滑动变阻器滑片应置于B端,使得闭合开关后,测量电路部分处于短路状态,电压表、电流表示数为0,起保护作用.,第13页,(3),该同学经过试验作出了小灯泡伏安特征曲线,如图,(,乙,),所表示,则小灯泡额定功率为,W(,结果保留两位有效数字,).,解析,:,(3),当,U=2.5 V,时,电流,I=0.44 A,所以额定功率为,P=UI=2.50.44 W=,1.1 W.,答案,:,(3)1.1,第14页,解析,:,(4),因为试验中使用电流表与电压表不是理想电表,则两表本身也要消耗功率,所以该同学测出小灯泡功率大于灯泡实际消耗功率,;,因为电流表采取外接法,电压表有分流作用,使电流表测得电流大于灯泡实际流过电流,.,答案,:,(4),大于电压表分流,电流表测得电流大于灯泡电流,(4),因为试验中使用电流表与电压表不是理想电表,该同学测出小灯泡功率,(,选填“大于”“等于”或“小于”,),小灯泡实际消耗功率,引发误差原因是,.,第15页,2.(,浙江卷,22,),图,(,甲,),是小红同学在做“描绘小灯泡伏安特征曲线”试验实物连接图,.,答案,:,(1),图看法析,解析,:,(1),如图所表示,.,(1),依据图,(,甲,),画出试验电路图,;,第16页,(2)调整滑动变阻器得到了两组电流表与电压表示数如图(乙)中,所表示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.所表示读数为:,、,、,、,.两组数据得到电阻分别为,和,.,答案,:,(2)0.10 A,0.24 A,2.00 V,0.27 V,2.7(0.1),8.3(0.1),如填为,8.3(0.1),2.7(0.1),也行,第17页,探究点二创新性试验,高考创新试验例析,【,典例,2,】(,全国,卷,23),某同学研究小灯泡伏安特征,所使用器材有,:,小灯泡,L(,额定电压,3.8 V,额定电流,0.32 A);,电压表,(,量程,3 V,内阻,3 k);,电流表,(,量程,0.5 A,内阻,0.5);,固定电阻,R,0,(,阻值,1 000);,滑动变阻器,R(,阻值,0,9.0);,电源,E(,电动势,5 V,内阻不计,);,开关,S;,导线若干,.,(1),试验要求能够实现在,0,3.8 V,范围内对小灯泡电压进行测量,画出试验电路原理图,.,第18页,解析:,(1)在额定电压下,小灯泡L阻值R,L,=11.875,这个阻值较小,所以采取电流表外接法;因为电压表量程为3 V,小于额定电压3.8 V,所以将固定电阻R,0,与电压表串联来测小灯泡电压;要实现03.8 V范围内测量,滑动变阻器必须采取分压式接法,所以试验电路原理图如图所表示.,答案,:,(1),看法析,第19页,(2),试验测得该小灯泡伏安特征曲线如图,(a),所表示,.,由试验曲线可知,伴随电流增加小灯泡电阻,(,填“增大”“不变”或“减小”,),灯丝电阻率,(,填“增大”“不变”或“减小”,).,第20页,答案,:,(2),增大增大,第21页,(3)用另一电源E,0,(电动势4 V,内阻1.00)和题给器材连接成图(b)所表示电路图,调整滑动变阻器R阻值,能够改变小灯泡实际功率.闭合开关S,在R改变范围内,小灯泡最小功率为,W,最大功率为,W.(结果均保留2位小数),第22页,解析:,(3)当R=9.0 时,小灯泡实际功率最小,由闭合电路欧姆定律有E,0,=I(R+r)+U,即4=10I+U,在图中作出该直线如图(甲)所表示,交点坐标约为I=223 mA,U=1.77 V时最小功率P,min,=UI=0.39 W;当R=0时,小灯泡实际功率最大,有E=Ir+U,即4=I+U,在图中作出该直线如图(乙)所表示,交点坐标约为I=318 mA,U=3.69 V,小灯泡最大功率P,max,=UI=1.17 W.,答案,:,(3)0.39,1.17,第23页,【,创新,/,改进点分析,】,1.,试验方案改进,:,电压表与定值电阻串联扩大量程,.,2.,数据处理创新,:,在灯泡伏安特征曲线上画出表示电源或等效电源伏安特征曲线,两图线交点即为工作点,.,第24页,【,典例,3】,(,海南卷,12,),某同学利用如图,(,甲,),所表示电路测量电容器充电时两极板间电压随时间改变,.,试验中使用器材为,:,电池,E(,内阻很小,),、开关,S,1,和,S,2,、电容器,C(,约,100F),、电阻,R,1,(,约,200 k),、电阻,R,2,(1 k),、电压表,(,量程,6 V),、秒表、导线若干,.,(1),按图,(,甲,),所表示电路原理图将图,(,乙,),中实物图连线,.,第25页,答案,:,(1),看法析图,解析,:,(1),依据电路图,实物图连线如图,(a),所表示,.,第26页,(2),先闭合开关,S,2,再断开开关,S,2,闭合开关,S,1,同时按下秒表开始计时,.,若某时刻电压表示数如图,(,丙,),所表示,电压表读数为,V(,保留,2,位小数,).,答案,:,(2)3.60,解析,:,(2)电压表量程为6 V,分度值为0.1 V,所以读数为3.60 V.,第27页,(3),该同学每隔,10 s,统计一次电压表读数,U,统计数据以下表所表示,.,在给出坐标纸上绘出,U-t,图线,已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应表中时间是,s.,时间,t/s,10.0,20.0,30.0,40.0,50.0,60.0,电压,U/V,2.14,3.45,4.23,4.51,5.00,5.18,第28页,答案,:,(3),图像看法析图,40,解析,:,(3),先描点,然后用圆滑曲线将所描点连接起来,如图,(b),所表示,.,从数据中可得出,电压表示数改变得越来越慢,而从,40 s,到,50 s,之间数据改变又突然快了,所以该数据对应表中时间为,40 s.,第29页,(4),电路中,C,R,2,和,S,2,组成回路作用是,.,答案,:,(4),使每次试验前电容器两极板上电荷相中和,解析,:,(4),电路中,C,R,2,和,S,2,组成回路,先闭合开关,S,2,再断开开关,S,1,使电容器上所带电荷量释放洁净,不影响试验,.,第30页,【,创新,/,改进点分析,】,1.,试验方案创新,:,本试验描绘不是小灯泡伏安特征曲线,而是电容器充电电压随时间改变图像,.,2.,考查方式拓展,:,电路中增加,R,2,和,S,2,作用是试验前使电容器所带电荷中和,.,第31页,模拟创新试验冲关,1.,热敏电阻包含正温度系数电阻器,(PTC),和负温度系数电阻器,(NTC),正温度系数电阻器,(PTC),在温度升高时电阻值增大,负温度系数电阻器,(NTC),与之相反,.,某试验小组欲探究经过热敏电阻,R,1,(,常温下阻值约为,10),电流随其两端电压改变特点,现提供以下器材,:,A.,电流表,A,1,(,量程,100 mA,内阻约,1),B.,电流表,A,2,(,量程,0.6 A,内阻约,0.3),C.,电压表,V,1,(,量程,3.0 V,内阻约,3 k),D.,电压表,V,2,(,量程,15.0 V,内阻约,10 k),E.,滑动变阻器,R(,最大阻值为,10),F.,电源,E(,电动势,15 V,内阻忽略,),G.,开关、导线若干,第32页,(1),该小组测出热敏电阻,R,1,U-I,图线如图,(,甲,),中曲线,所表示,该热敏电阻,是,(,选择“,PTC”,或“,NTC”),热敏电阻,.,解析:,(1),如题图,(,甲,),曲线,可知,随电压增大,电流增大,电压与电流比值增大,电阻阻值增大,即随温度升高,电阻阻值增大,该电阻是正温度系数,(PTC),热敏电阻,.,答案,:,(1)PTC,第33页,(2),请在所提供器材中选择必需器材,电流表应选,电压表应,选,(,填写器材前面字母,);,并在虚线框中画出该小组设计电路图,.,解析,:,(2),依据,U-I,图线可知电压表应选,D,电流表应选,B;,因为热敏电阻阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,又变阻器采取分压式接法,电路图如图所表示,.,答案,:,(2)BD,图看法析,第34页,(3),该小组又经过查阅资料得出了热敏电阻,R,2,U-I,图线如曲线,所表示,.,然后将热敏电阻,R,1,R,2,分别与某电池组连成如图,(,乙,),所表示电路,.,测得经过,R,1,和,R,2,电流分别为,0.30 A,和,0.60 A,则该电池组电动势为,V.(,结果保留三位有效数字,),解析,:,(3),在闭合电路中,电源电动势,E=U+Ir,由图,(,甲,),曲线,可知,电流为,0.30 A,时,电阻,R,1,两端电压为,8.0 V,电流为,0.60 A,时,电阻,R,2,两端电压为,6.0 V,将这两组数据代入上式,解得,E=10.0 V.,答案,:,(3)10.0,第35页,【,创新,/,改进点分析,】,1.,试验方案创新,:,探究热敏电阻,U-I,图线,.,2.,考查方式拓展,:,利用闭合电路欧姆定律列方程求电动势,.,第36页,2.,(,甘肃天水检测,),某同学用如图,(,甲,),所表示电路,描绘标有“,3.8 V,0.3 A”,小灯泡灯丝电阻,R,随电压,U,改变图像,.,除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择,:,电流表,:A,1,(,量程,100 mA,内阻约,2),A,2,(,量程,0.6 A,内阻约,0.3),电压表,:V,1,(,量程,5 V,内阻约,5 k),V,2,(,量程,15 V,内阻约,15 ),滑动变阻器,:R,1,(,最大阻值约为,100),R,2,(,最大阻值约为,10),电源,E(,电动势为4 V,内阻约为,0.04),开关,S,导线若干,.,第37页,解析,:,(1),因小灯泡额定电流为,0.3 A,额定电压为,3.8 V,故电流表应选,A,2,电压表应选,V,1,又因描绘伏安特征曲线要求电压与电流调整范围大,故变阻器需用分压式接法,应选阻值小变阻器,故变阻器应选,R,2,.,答案,:,(1)A,2,V,1,R,2,(1),为了调整方便,测量准确,试验中应选取电流表,电压表,滑动变阻器,(,选填器材前字母代号,).,第38页,(2),依据试验数据,计算并描绘出,R-U,图像如图,(,乙,),所表示,.,由图像可知,此灯泡在所加电压为,3.00 V,时,灯丝电阻为,灯泡实际消耗电功率为,W.,解析:,(2),由,R-U,图像知,U=0,时,R,为,1.5,U=3 V,时,R,为,11.5,由,P=,得,P0.78 W.,答案,:,(2)11.5 0.78,第39页,(3)依据R-U图像,可确定小灯泡电功率P与外加电压U示意图,最靠近(丙)中,.,答案,:,(3)A,第40页,【,创新,/,改进点分析,】,1.,试验方案改进,:,研究灯丝电阻,R,随电压,U,改变关系,.,2.,数据处理改进,:,利用,R-U,图像确定灯泡,P-U,图像,.,第41页,谢谢观赏！,第42页,