描繪小燈泡伏安特性曲線.ppt

43 實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線 本節(jié)在高考中為級要求，在高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，電阻測量出現(xiàn)的頻率最高.本講實(shí)驗(yàn)以伏安法測電阻為核心，同學(xué)們在學(xué)習(xí)電阻測量的方法時(shí)，應(yīng)先研究掌握好伏安法中器材的選擇、電路的連接、數(shù)據(jù)處理、誤差分析，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行拓展創(chuàng)新，去探究一些新的測量電阻的方法.,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小燈泡的伏安特性曲線，分析曲線的變化規(guī)律. 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.用電流表測出通過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（U，I）值，在U-I坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來，就可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）串聯(lián)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，即測出U、I的值，電流表應(yīng)采用外接法；為使小燈泡上的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法.,三、實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡（3.8 V，0.3 A）一只，電壓表（06V）、電流表（00.6 A）各一只，滑動變阻器一只，學(xué)生低壓直流電源（或電池組）、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆. 四、實(shí)驗(yàn)步驟 圖50-1,1.連接電路 將燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的電路. 2.測出小燈泡在不同電壓下的電流 （1）閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到最左端（起保護(hù)電路作用），以使開關(guān)閉合時(shí)燈泡兩端的電壓能從零開始變化.同時(shí)，這樣做也可防止開關(guān)剛閉合時(shí)燈泡兩端的電壓過大而燒壞燈絲. （2）改變滑動變阻器滑片的位置，測出14組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格.,3.畫出伏安特性曲線 （1）在坐標(biāo)紙上以U為橫軸、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，就得到小燈泡的伏安特性曲線. 4.拆除電路，整理儀器,五：數(shù)據(jù)處理 1.測繪小燈泡的伏安特性曲線的數(shù)據(jù)處理 測量多組電流、電壓值，畫出小燈泡的IU圖象，分析小燈泡的電阻變化情況，可以根據(jù)圖像求出燈泡的不同電壓下的電流和功率。 2.測繪小燈泡的伏安特性曲線的誤差分析 (1)電流表、電壓表的讀數(shù)帶來的誤差； (2)描點(diǎn)、作圖帶來的誤差；（用平滑的曲線連接各點(diǎn)偏離較大的點(diǎn)舍去） (3)對圖象處理時(shí)帶來的誤差.（I-U圖像時(shí)圖像斜率越大電阻越小，U-I圖時(shí)斜率越大電阻越大）,六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1.由于小燈泡的電阻較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法. 2.因本實(shí)驗(yàn)要作出I-U圖線，要求測出電壓從零變化至 U額的多組數(shù)據(jù)，因此滑動變阻器要采用分壓式接法. 3.開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)移到圖51-1中的A端，調(diào)節(jié)滑片時(shí)要注意電壓不能超過小燈泡的額定值. 4.實(shí)驗(yàn)中各組讀數(shù)要選擇均勻，間隔大致相等，作圖時(shí)兩坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適當(dāng)，使圖線不會偏向一邊或過小或過大. 5.畫I-U曲線時(shí)，不能畫成折線，而應(yīng)畫成平滑的曲線，偏差較大的點(diǎn)應(yīng)舍棄.,例1 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，除有標(biāo)有“6 V 1.5 W”字樣的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有下列器材： A.直流電源（6 V，內(nèi)阻不計(jì)）； B.直流電流表（量程為3 A，內(nèi)阻0.1 以下）； C.直流電流表（量程為300 mA，內(nèi)阻約為5 ）； D.直流電壓表（量程為10 V，內(nèi)阻約為15 k）； E.滑動變阻器（10 ，2 A）； F.滑動變阻器（1 k，0.5 A）. 實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測量. （1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用,_.（均用序號表示） （2）在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. （3）試將圖所示的器材 連成實(shí)物電路.,例2：某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們用該種導(dǎo)電材料制作成線狀元件Z進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測出元件Z中對應(yīng)的電流、電壓的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下表所示：,（1）由表中數(shù)據(jù)可知他們應(yīng)選用下圖所示的哪個(gè)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？答： 。,（2）按照正確的電路圖，連接圖（1）中的實(shí)物圖，且要求開關(guān)閉合后，元件z上的電壓最小。,（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，繪出元件Z的伏安特性曲線如圖（2）所示。由圖可知該元件的電阻隨電流增大而 。（選填“增大”，“不變”，“減小”） （4）若圖（2）中的曲線是某同學(xué)按照第（1）問中的B電路而得到的曲線，且已知安培表的內(nèi)阻為0.5，試在圖（2）中繪出元件Z更為準(zhǔn)確的伏安特性曲線。,例3：在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，要測量一個(gè)標(biāo)有“3V、1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流現(xiàn)有如下器材： A直流電源3V（內(nèi)阻可不計(jì)） B直流電流表03A（內(nèi)阻0.1） C直流電流表0600mA（內(nèi)阻約0.5） D直流電壓表03V（內(nèi)阻約3k） E直流電壓表015V（內(nèi)阻約200k） F滑動變阻器10、1A G滑動變阻器1k、300mA （1）除開關(guān)、導(dǎo)線外，為了完成實(shí)驗(yàn)需要從上述器材中選用_（用序號字母表示）,（2）若某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖所示連接的電路如圖所示，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2 V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則判斷斷路的導(dǎo)線為_；若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3 A，小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線為_；若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為_,(3)下表中的各組數(shù)據(jù)是此學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測得的，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該電珠的伏安特性曲線. (4)若將該燈泡與一個(gè)10的定值電阻串聯(lián)，直接接在題中電源兩端，則可以估算出該小電珠的實(shí)際功率為 (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),例4： 如圖甲為一個(gè)電燈兩端電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故，參考這條曲線回答下列問題