特別策劃實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線.ppt

1、特別策劃(一)實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線,1描繪小電珠的伏安特性曲線時(shí)，用_測(cè)出流 過小燈泡的電流，用_測(cè)出小燈泡兩端的電壓，測(cè) 出多組(I，U)值，在 IU 坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑 曲線將這些點(diǎn)連接起來，就可以得到小燈泡的伏安特性曲線 2小燈泡“3.8 V 0.3 A”的電阻很小，當(dāng)它與電流表(量 程為 0.6 A)_時(shí)，電流表的分壓影響很大，故為了準(zhǔn)確 地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，電流表應(yīng)采用_接法； 為使小燈泡上的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用 _接法,電壓表,串聯(lián),電流表,外,分壓式,3 如圖 T1 1 所示：當(dāng)電流表接 3 A 量程時(shí)，讀數(shù)是,_，電壓表接

2、15 V 量程時(shí)讀數(shù)是_,圖 T11,解析：03 A 擋電流表的最小刻度值為0.1 A，估讀到0.1A， 故圖中讀數(shù)為1.72 A；015 V 電壓表的最小刻度值為 0.5 V， 圖中讀數(shù)為10.8 V.,1.72 A,10.8 V,4選項(xiàng)所列的四個(gè)圖象中，能正確地表示小電珠 U、I 之,間的函數(shù)關(guān)系的是(),C,解析：此圖象描述 I 隨 U 變化的規(guī)律，由于金屬導(dǎo)體的電 阻率隨溫度的升高而增大，從而使小電珠燈絲的電阻隨溫度的 升高而增大，因而它的伏安特性線是曲線，由歐姆定律知 U 越 大，I 越大，溫度越高，對(duì)應(yīng)的電阻越大，選 C.,描繪小電珠的伏安特性曲線,【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?(1)練習(xí)電壓表、

3、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用 (2)描繪小燈泡的伏安特性曲線并分析其變化規(guī)律 (3)學(xué)會(huì)利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),【實(shí)驗(yàn)原理】,(1)原理圖：如圖 T12 所示,(2)原理：用電流表測(cè)出流過小燈泡的電流，用電壓表測(cè)出 小燈泡兩端的電壓，測(cè)出多組(I，U)值，在 IU 坐標(biāo)系中描出 各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑曲線將這些點(diǎn)連接起來，就可以得到小 燈泡的伏安特性曲線,圖 T12,【實(shí)驗(yàn)器材】,小燈泡、46 V 學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、,導(dǎo)線若干、開關(guān) 【實(shí)驗(yàn)步驟】,(1)連接電路：將小電珠、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、,電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖 T12 所示電路,(2)測(cè)出小電珠在不同電壓下的電流

4、,閉合開關(guān) S 前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到最左端,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭的位置，測(cè)出多組不同的電壓值 U,和電流值 I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格.,特別提醒：IU 圖線在 U01.0 V 左右將發(fā)生明顯彎曲， 故在 U1.0 V 左右測(cè)繪點(diǎn)要密，否則將出現(xiàn)很大誤差,(3)拆除電路，整理儀器,【數(shù)據(jù)處理】,(1)在坐標(biāo)紙上以 U 為橫軸、以 I 為縱軸，建立坐標(biāo)系 (2)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(坐標(biāo)系縱軸和橫 軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜) (3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到了小電珠的,伏安特性曲線,【注意事項(xiàng)】,(1)電路的連接方式,電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾‰?/p>

5、珠的電阻較小，與電流,表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響不能忽略,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接：目的是為了使小電珠兩,端的電壓能從零開始連續(xù)變化,(2)滑片位置：閉合開關(guān) S 前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到小電 珠分得電壓為零的位置，使開關(guān)閉合時(shí)小電珠電壓能從零開始 變化，同時(shí)也可防止開關(guān)剛閉合時(shí)小電珠兩端電壓過大而燒壞 燈絲,(3)電流表選擇 0.6 A 量程“3.8 V,0.3 A”的小電珠，選,用電壓表的 15 V 量程；“2.5 V,0.6 A”的小電珠，則選用電壓,表的 3 V 量程 (4)保持小電珠電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加，到額定值， 讀出 I 后立即斷開開關(guān) (5)誤差較大的點(diǎn)要舍去，IU 圖

6、線應(yīng)是平滑曲線而非折 線,要點(diǎn) 1 實(shí)驗(yàn)器材的選取及電路的選擇,儀器選擇的一般順序是先易后難首先確定出必須使用而 又不必選擇的儀器，然后以其為突破口，根據(jù)電路要求和電路 計(jì)算，選擇出電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表以及合理的 量程待測(cè)電阻的額定電流、額定電壓(估算值)是選擇合適量 程的電流表和電壓表的重要依據(jù),【例 1】在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，使用,的小電珠為“6 V,3 W”，其他可供選擇的器材有：,電壓表 V1(量程 6 V，內(nèi)阻 20 k) 電壓表 V2(量程 20 V，內(nèi)阻 60 k) 電流表 A1(量程 3 A，內(nèi)阻 0.2 ) 電流表 A2(量程 0.6 A，內(nèi)阻 1

7、 ) 變阻器 R1(01 000 ，0.5 A) 變阻器 R2(020 ，2 A) 學(xué)生電源 E(68 V) 開關(guān) S 及導(dǎo)線若干,實(shí)驗(yàn)中要求電壓表在 06 V 范圍內(nèi)讀取并記錄下 12 組左 右不同的電壓值 U 和對(duì)應(yīng)的電流值 I，以便作出伏安特性曲線， 在上述器材中 ， 電流表應(yīng)選用 _ ， 變阻器應(yīng)選用 _在下面的方框中畫出實(shí)驗(yàn)的原理圖,解析：小燈泡額定電壓為 6 V，額定電流為 0.5 A，即允許 通過小燈泡的電流最大不超過 0.5 A，最大電壓不超過 6 V在 選擇電壓表和電流表時(shí)，本著安全、精確的原則，安全原則是 量程要大于所測(cè)電流或電壓值，精確原則是量程要盡量小，量,U2 62,

8、程越小測(cè)量越精確，故電流表應(yīng)選 A2，電壓表應(yīng)選 V1；滑動(dòng)變 阻器選取時(shí)要本著安全、夠用、調(diào)節(jié)方便的原則“安全”即 流過變阻器的最大電流應(yīng)小于允許通過的最大電流“方便” 即變阻器的總電阻應(yīng)接近小燈泡的電阻，本 實(shí)驗(yàn)中的小燈泡在正常工作時(shí)電阻為 R 燈,P 3,12 ，故應(yīng)選用 R2.連接電路時(shí)，,變阻器采取分壓式，電流表外接，原理如圖,T13 所示,圖 T13,答案：A2 R2 如圖 T13 所示,【觸類旁通】,1一只小燈泡，標(biāo)有“3 V 1.5 W”字樣現(xiàn)要描繪小燈,泡 03 V 的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)器材有：,A最大阻值為 10 的滑動(dòng)變阻器,B電動(dòng)勢(shì)為 6 V、內(nèi)阻約為 1.0 的電源,C

9、量程為 0.6 A、內(nèi)阻約為 1.0 的電流表 A1 D量程為 3 A、內(nèi)阻約為 0.1 的電流表 A2 E量程為 3 V、內(nèi)阻約為 6 k的電壓表 V1 F量程為 15 V、內(nèi)阻約為 10 k的電壓表 V2 G開關(guān)、導(dǎo)線若干,(1)電壓表應(yīng)選用_；電流表應(yīng)選用_ (2)在該實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如下圖所示的四個(gè)電路為了減小 誤差，應(yīng)選取的電路是_(將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線 上),E,C,C,要點(diǎn) 2 實(shí)物圖連線,分壓電路的實(shí)物連接是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，連線時(shí)可先連電源 開關(guān)滑動(dòng)變阻器兩端(阻值最大)，再連接待測(cè)電阻支路，最 后將伏特表并聯(lián)到 Rx 兩端連圖時(shí)要盡量按照電流的流向，先 “串”后“并”，先“干路

10、”后“支路”，同時(shí)也要注意電壓表和電流表 接線柱的“”、“”必須注意以下兩點(diǎn)：連線不能交叉;必須 把線接在接線柱上,【例 2】現(xiàn)在要測(cè)量一只額定電壓為 U3 V 的小電珠 L 的,額定功率 P(約為 0.3 W)實(shí)驗(yàn)室備有如下器材：,電流表 A1(量程 200 mA，內(nèi)阻 r110 ) 電流表 A2(量程 300 mA，內(nèi)阻約為幾歐姆) 定值電阻 R(10 ),滑動(dòng)變阻器 R1(0100 ，0.5 A) 電源 E(E5 V，內(nèi)阻 r1 ) 單刀開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干,(1)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路(畫在下面的方框中),圖 T14,(2)按(1)中設(shè)計(jì)的電路圖把圖 T14 中儀器連接起來 (3)寫出主要的操作

11、步驟：,150 mA，故用 A1 和 R,解析：本實(shí)驗(yàn)中要測(cè)燈泡電壓，但沒有電壓表，要用電流 表和定值電阻來代替，燈泡的額定電壓為 3 V，則流過電流表,和定值電阻的電流最大值為 Im,U Rr1,答案：(1)如圖 T15 所示 (2)如圖 T16 所示,圖 T15,圖 T16,代替電壓表,(3)按設(shè)計(jì)好的電路圖連接好電路，開關(guān) S 閉合前，滑動(dòng) 變阻器的滑片 P 移至阻值最大的位置,閉合開關(guān) S，移動(dòng)滑片 P，使電流表 A1 的示數(shù) I1,U Rr1,3 1010,A150 mA，使小電珠正常發(fā)光，同時(shí)記下此時(shí)電流,點(diǎn)評(píng)：電流表和定值電阻(電阻箱)串聯(lián)可代替電壓表，電 壓表和定值電阻(電阻箱

12、)并聯(lián)可代替電流表,表 A2 的示數(shù) I2. 斷開開關(guān) S，拆除電路，整理儀器,【觸類旁通】,2如圖 T17 所示為用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí),驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：,圖 T17,A待測(cè)電阻 Rx(約 100 ),B直流毫安表(量程 010 mA，內(nèi)阻 50 ) C直流電壓表(量程 03 V，內(nèi)阻 5 k) D直流電源(輸出電壓 4 V，內(nèi)阻不計(jì)),E滑動(dòng)變阻器(阻值范圍 015 ，允許最大電流 1 A) F開關(guān) 1 個(gè)，導(dǎo)線若干條,根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在本題的實(shí)物圖上連線,圖 4,要點(diǎn) 3 數(shù)據(jù)處理，畫伏安特性曲線,【例 3】某同學(xué)在測(cè)繪額定電壓為 2.5 V 的小燈

13、泡的 IU,特性曲線的實(shí)驗(yàn)中測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：,根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖 T18 中畫出小燈泡的 IU,特性曲線,圖 T18,解析：適當(dāng)建立標(biāo)度，描點(diǎn)如圖 T19 所示,圖 T19,答案：如圖 T19 所示,【觸類旁通】,3一個(gè)小燈泡的額定電壓為 2.0 V，額定電流約為 0.5 A，,選用下列實(shí)驗(yàn)器材描繪小燈泡的伏安特性曲線,電源 E1：電動(dòng)勢(shì)為 3.0 V，內(nèi)阻不計(jì) 電源 E2：電動(dòng)勢(shì)為 12.0 V，內(nèi)阻不計(jì),電壓表 V：量程為 03 V，內(nèi)阻約為 10 k 電流表 A1：量程為 03 A，內(nèi)阻約為 0.1 電流表 A2：量程為 00.6 A，內(nèi)阻約為 0.6 ,滑動(dòng)變阻器 R：最大阻

14、值為 10 ，額定電流為 1.0 A 開關(guān) S，導(dǎo)線若干,用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I 和 U 分別表示小燈泡的電流和電,壓)：,(1)實(shí)驗(yàn)中電源應(yīng)選用_；電流表應(yīng)選用_ (2)在下面虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,(3)在下面坐標(biāo)系中畫出小燈泡的 UI 曲線,圖 T110,分壓接法；R燈 4，電流表要外接，測(cè)量電路如圖5所示,(4)若將本題中的小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)是 1.5 V、內(nèi)阻是 1.0 的電池兩端，則小燈泡的實(shí)際功率是_(若需作圖，可直 接畫在坐標(biāo)系中),解析：(1)因小燈泡的額定電壓為 2.0 V，所以電源選 E1，,又因小燈泡的額定電流約為 0.5 A，故電流表選 A2.,(2)因?yàn)樾襞莸碾妷簭?/p>

15、 0.2 V 開始，所以滑動(dòng)變阻器要用,U,I,(4)設(shè)小燈泡的電壓為 U，電流為 I，由閉合電路歐姆定律 得：U1.5I，作出電源 UI 圖象與小燈泡的 UI 曲線，交 點(diǎn)坐標(biāo)為小燈泡工作時(shí)的電壓和電流，兩者之積為小燈泡的實(shí) 際功率,(2)如圖 5 所示 (4)0.44 W,答案：(1)E1 A2 (3)如圖 6 所示 圖 5,圖 6,1電流表內(nèi)、外接的判斷,(3)試探法：按圖 T111 所示接好電路，讓電壓表的一接 線柱按電路連接好，另一接線柱 P 先后與 a、b 處接觸一下，如 果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則 可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電

16、 壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法,圖 T111,2滑動(dòng)變阻器的分壓、限流式接法,3.誤差的分析及注意事項(xiàng),(1)本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路,必須采用電流表外接法,(2)本實(shí)驗(yàn)要作出 IU 圖線，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的,電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法,(3)為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于使,加在待測(cè)電路電壓最小端,(4)加在燈泡兩端的電壓不要超過燈泡的額定電壓,記憶口訣：電路連接是關(guān)鍵，先串后并把線連，滑動(dòng)變阻 要分壓，電流表外接減誤差，電壓從零開始變，IU 坐標(biāo)連曲 線，要對(duì)圖線細(xì)研究，得出規(guī)律記心間,【例 4】表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小

17、燈泡 UI 關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù),據(jù)：,圖 T112,(1)分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖,_(填“甲”或“乙”),(2)在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的 UI 曲線分析曲線可知小 燈泡的電阻隨 I 變大而_(填“變大”、“變小”或“不 變”),(3)如圖丙所示，用一個(gè)定值電阻 R 和兩個(gè) 上述小燈泡組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不 計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為 3 V 的電源上已知流過電阻 R 的電流是流過燈泡 b 電流的兩倍，則流過燈泡 b 的電流約為_A.,圖 T113,解析：(1)由小燈泡 UI 關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，電路中燈 泡兩端的電壓可調(diào)為 0，只有甲電路具有此功能，而乙圖的電 路不具此功能,(2)UI

18、 曲線如圖 T114 所示，由所做出的 UI 曲線知， 曲線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率越來越大，說明燈泡的電阻越來 越大,圖 T114,答案：(1)甲 (2)如圖 T114 所示 變大 (3)0.07,【觸類旁通】,4(2012 年茂名一模)小明同學(xué)用下列器材描繪額定電壓為 3.0 V 的小燈泡的伏安特性曲線(要求電壓變化從零開始)，并研 究小燈泡實(shí)際功率及燈絲溫度等問題,A電流表(0.6 A,1 ) B電壓表(3 V,1 k),C滑動(dòng)變阻器(10 ，1 A) D電源(4 V，內(nèi)阻不計(jì)),(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖 T115 中的實(shí)驗(yàn)儀器連成完,整的實(shí)驗(yàn)電路,圖 T115,(2)開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于_端(填,“a”或“b”),(3)閉合開關(guān)，變阻器的滑片向 b 端移動(dòng)，電壓表的示數(shù)逐 漸增大，電流表指針卻幾乎不動(dòng)，則電路的故障為_,(4)排除故障后，小明完成了實(shí)驗(yàn)，并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出小燈 泡 IU 圖象如圖 T116 中實(shí)線所