高考物理100講丨第56天 實驗—描繪小燈泡U—I圖像

高考物理100講丨第56天 實驗—描繪小燈泡U—I圖像

各位同學大家好,歡迎來到十點課堂,跟勇哥學物理,今天距離高考第56天,從今天這堂課開始,我們分幾次課來講解電學實驗和力學實驗,今天的先講-描繪小燈泡的伏安特性曲線。

高考物理100講丨第56天 實驗—描繪小燈泡U—I圖像


電學實驗,勇哥設計了一張表格,在這張表格當中基本涵蓋了電學實驗的絕大部分內容,所以同學們要仔細的看一下這張表格,並把它不斷的完善。

在分析電學實驗的問題時,勇哥一般分成八個部分來講解,稱為為電學八步,分別是:

第一 明確實驗目的,第二 分析實驗原理,第三 選擇實驗器材,第四 設計實驗電路,第五 安排實驗步驟,第六 處理實驗數據,第七 分析實驗誤差,第八 總結實驗規律。

高中階段常考的電學實驗有以下幾個

1、測小燈泡的伏安特性曲線,2、測金屬導體的電阻率,3、測電源的電動勢及其內阻,4、半偏法測電錶內阻及改裝電錶,5、多用電錶的使用規則,6、練習使用示波器

我們今天就以測小燈泡的伏安特性曲線為例,來分別講解一下實驗的八步。

做題時,實驗目的都會明確告知我們,沒有什麼考點可設計的,

比如這個實驗叫做:描繪小燈泡的伏安特性曲線,就明確告知了。

接下來要分析實驗的原理,實驗原理就是定理、定律和規律。

本實驗原理是部分電路的歐姆定律,燈泡的電阻 R=U/I,這是它的原理,

高考物理100講丨第56天 實驗—描繪小燈泡U—I圖像


第三步是選擇實驗的器材,

器材肯定需要小燈泡、電源、開關和導線,

重要的是選擇電壓表、電流表以及滑動變阻器。

選表時,先選擇電壓表,再選擇電流表,大家要注意這個順序。

如何選擇電壓表呢?

有兩個方法。

第一,如果有U-I圖像,就先看圖像,圖像中如果標出U和I的最大值了,那(最大值)就是它的量程,

第二,如果沒有圖像,需要看電源和燈泡。

選擇電壓表量程和給定的電源的電動勢相差不大,看燈泡有沒有告訴它的額定值,額定功率和額定電壓值。

選好電壓表之後,再選電流表。

電流表也是看U-I圖像,或者是通過計算 I=U/R=P/U 來得到電流的量程。

如何選擇滑動變阻器?

U-I曲線一定是從零開始變化,我們設計電路時使用的一定是分壓法

在選擇滑動變阻器時,通常都選擇阻值小的,再說一下,選滑變的時候選擇阻值小的,因為這個實驗要用到分壓法,分壓法選阻值小的滑變。

選好器材就該設計實驗電路了。

描繪小燈泡的伏安特性曲線,實驗電路圖我們必須要背過會畫,並且如果給出實物圖,也必須根據電路圖會連接實物圖。

這個電路有兩大特徵:第一是電流表外接第二是滑動變阻器分壓


為什麼要用電流表外接法呢?

因為小燈泡的阻值一般情況下會比較小,小電阻用電流表外接。

口訣:大內大,小外小

為什麼選擇滑動變阻器的分壓接法呢?

因為這個實驗要求電壓和電流都從零開始變化,所以必須用分壓法。

設計電路用 外接+分壓,請同學們記住。

除了選擇實驗器材,設計好實驗電路,並根據電路圖會連接實物圖之外,

小燈泡的伏安特性曲線,還有一個重要的考點,就是U-I圖像,

我們根據描點畫出來的,或者題幹中給出了U-I圖像,不是一條直線,是一條彎曲的線,而且越來越靠近U軸。

這是為什麼呢?同學們應該都清楚了,對吧?

因為小燈泡的電阻會隨著溫度的增大而發生改變,

隨著溫度的增大,小燈泡的電阻和電阻率會增大

以上這些常規的考點必須要掌握,在勇哥給定的例題中,最後還畫出來了一個最簡電路圖,

一個燈泡和一個電源相連,電源電動勢E=3V,內阻r=5Ω,如果小燈泡跟這個電源相連,

求它的實際功率該怎麼求呢?

我們就要結合圖像,結合測電源電動勢及內阻的圖像和小燈泡的伏安特性曲線,

這兩個圖像連接在一起會有一個交點,那麼交點與座標軸圍成的面積就是此時小燈泡的實際功率。

交點與座標軸圍成的面積就是小燈泡的實際功率

U-I圖像上這條斜著的直線是如何畫出來的呢?

如果有不懂的同學可以給勇哥留言,另外我們也會在測電源電動勢及其內阻的實驗中,講到這條直線的畫法。

我們今天的課程就先講到這裡,謝謝大家,咱們明天見。


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