實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線

1、八、實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】1由于金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而_，從而使小電珠的燈絲的電阻隨溫度的升高而_，因而它的伏安特性線是_(填“直線”或“曲線”)。2 實(shí)驗(yàn)器材選擇：小燈泡(4V,O.7A或3.8V,0.3A)學(xué)生電源(46V)滑動(dòng)變阻器(15,1A)伏特表(0-3V-15V)安培表(0-0.6A-3A)電鍵、導(dǎo)線3電路的選擇：由于小燈泡的電阻較小，為減小誤差，可采用安培表外接法，教師要引導(dǎo)學(xué)生討論，選安培表外接法還是內(nèi)接法？為什么選外接法？讓學(xué)生學(xué)到的知識(shí)、方法在新情景中運(yùn)用，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。圖1481本實(shí)驗(yàn)要求小燈泡的電壓變化范圍較大（從零開始逐漸

2、增大到接近額定電壓），因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓器方式的接法。教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，讓學(xué)生知道電壓如何變化，并知道接通電路前，滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)放在何處。本實(shí)驗(yàn)的電路圖如圖1481所示。4實(shí)驗(yàn)電路的連接：這是學(xué)生進(jìn)入高中第一次做恒定電流實(shí)驗(yàn)，在連接電路上要給予學(xué)生適當(dāng)?shù)膸椭?。接線順序?yàn)椤跋却蟛ⅰ?，具體到本實(shí)驗(yàn)：先把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)固定接線頭連成一個(gè)固定電路，再把電流表、燈泡串聯(lián)起來，并在滑動(dòng)變阻器的固定接線頭和滑動(dòng)接線頭上，最后把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端。接線時(shí)，注意儀表和電源的極性。電表量程選擇的原則是：使測(cè)量值不超過量程的情況下，指針盡量偏轉(zhuǎn)至3/4量程處。電路接好后合上電鍵前要檢查滑動(dòng)

3、變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置，使開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小燈泡兩端的電壓為最小，可使滑動(dòng)觸點(diǎn)P滑至變阻器與小燈泡連接的那個(gè)固定接線柱的一端。5數(shù)據(jù)的收集與處理合上電鍵后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)，改變小燈泡兩端的電壓，每改變一次，讀出電壓值和相應(yīng)的電流值?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格。U/VI/A在坐標(biāo)紙上，將表格中的數(shù)據(jù)，用描點(diǎn)法畫出U-I圖線。【范例精析】例1如圖1482所示是某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到的小燈泡（3.8V,0.3A）的伏安特性曲線如圖所示，為什么曲線的斜率越來越大? 解析： 當(dāng)小燈泡兩端的電壓升高,電流增大時(shí),小燈泡的功率就越大,燈絲的溫度越來越高,由于金屬的溫度越高電阻率也越大,所以小燈的電阻隨著

4、電壓的升高而增大.圖線上電壓、電流較大的區(qū)域U/I值較大，正是反映了電阻較大。圖1482拓展：雖然小燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大，但由小燈泡的伏安特性曲線可以看出，在24V這個(gè)區(qū)域里，曲線的斜率幾乎不變，也就是說，當(dāng)燈泡兩端的電壓在額定電壓附近變化（小燈泡接近正常發(fā)光）時(shí)，燈絲的電阻變化很小，我們?cè)谝话阌?jì)算時(shí)可以忽略這個(gè)變化，把它的電阻當(dāng)作不變進(jìn)行計(jì)算。例2現(xiàn)有一只“6.3V 1W”的小燈泡，要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定在額定電壓時(shí)的燈絲電阻，實(shí)驗(yàn)器村有：“6.3V 1W”的小燈泡一只；電壓表（0315）一只；電流表（10mA、電阻Rg=200）一只；滑動(dòng)變阻器（010，最大允許電流2A，0200，最大允

5、許電流2A，各一只）；學(xué)生電源（有4V、6V、8V 3檔）一個(gè)；米尺一把；電鍵一只，導(dǎo)線十根；電工工具（包括砂紙、刀等）；直徑為0.23mm，電阻率=4.3510-7m的電阻絲200cm.（1）選用哪些器材，如何連接電路圖？畫出電路圖，說明所用器材的規(guī)格，如需改裝說明如何改裝？（2）如圖1483所示是實(shí)驗(yàn)所得的伏安曲線，試回答：實(shí)驗(yàn)所描繪的小燈泡的伏安特性曲線說明了什么？在額定電壓下，小燈泡的電阻是多少？012345620406080100120U/VI/mA圖1483（3）本實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生的誤差的主要原因有哪些？GV8VSR6.3V 1W圖1484解析：選用器材：小燈泡“6.3V 1W”一只，

6、電壓表015V一只，電流表10mA一只，滑動(dòng)變阻器0200一只，學(xué)生電源（8V）一只，米尺一把電鍵一只，導(dǎo)線若干，電工工具，電阻絲等。其中10mA的電流表需并聯(lián)電阻，改裝成200mA的電流表。根據(jù)電阻定律：得電路圖如圖1484所示。實(shí)驗(yàn)所得的伏安特性曲線說明了燈絲電阻隨所加電壓的增大而增大，原因是溫度升高，金屬的電阻率增大。在額定電壓時(shí)：引起系統(tǒng)誤差的原因：a.電流表和電壓表的靈敏度；b.電路結(jié)構(gòu)。 引起偶然誤差的原因：a.讀數(shù)不準(zhǔn)確；b.描點(diǎn)不準(zhǔn)確。拓展：本題是一道綜合性試題，考查要點(diǎn)是器材選擇，解題關(guān)鍵是根據(jù)電器的有關(guān)數(shù)據(jù)選擇合適器材，結(jié)合電路圖畫出實(shí)物圖對(duì)UI圖象進(jìn)行分析、誤差來源分析。

7、【能力訓(xùn)練】1小燈泡的IU圖象是否是直線，其原因是_.2測(cè)量小燈泡的電壓時(shí)，電壓的調(diào)節(jié)方法是_(填“從大到小”或“從小到大”)，原因是_.3 小燈泡的伏安特性曲線如圖1485中的AB段（曲線）所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了_.U/VI/(10-1A)360AB圖1485圖14864如圖1486所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開關(guān)組成的電路中，當(dāng)閉合開關(guān)S后，小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化了，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是 （ ） A小燈泡電阻發(fā)生了變化 B小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化 C電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化D電源電壓隨溫度發(fā)生了變化5有一個(gè)燈泡

8、的規(guī)格是“220V，100W”，現(xiàn)在用一個(gè)較準(zhǔn)確的歐姆表測(cè)量其電阻，測(cè)得的結(jié)果是 （ ）A大于484 B等于484 C小于484 D無法確定6通過實(shí)驗(yàn)描繪一個(gè)“2.5V 0.2W”小燈泡的伏婁特性曲線，可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：A量程00.6A，電阻0.2的電流表；B量程0100mA，電阻5的電流表；C量程03V，電阻10k的電壓表；D量程015V，電阻50k的電壓表；E最大阻值為20，額定電壓流為0.1A的滑動(dòng)變阻器；F最大阻值為1k，額定電壓流為0.1A的滑動(dòng)變阻器；G蓄電池6V、導(dǎo)線、電鍵等；要求實(shí)驗(yàn)中燈泡電壓從零開始逐漸增大到額定電壓。（1）電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

9、_(填器材代號(hào))；（2）畫出電路圖；0IU圖1487（3）若實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù)都正確，得到的曲線如圖1487所示，彎曲的原因是_.【素質(zhì)提高】 7為研究小燈泡的伏安曲線的特性，選用小燈泡額定值為“30 V，04 A”，實(shí)驗(yàn)中有儀器：安培表、伏特表、電鍵、導(dǎo)線若干外；還需要 _、_。 (1)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，通過查資料、與同學(xué)討論思考后回答下列問題： 實(shí)驗(yàn)中用兩電表測(cè)量小燈泡兩端的電壓和流過小燈泡的電流時(shí)，電路怎樣連接才能使測(cè)得燈泡的電阻誤差較小?為什么?(2)為使加在小燈泡的電壓從零開始，能在較大的范圍調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用怎樣連接?在方框內(nèi)畫出相關(guān)的電路圖。圖1488 (3)請(qǐng)根據(jù)你畫的電路圖，把圖1488中的實(shí)驗(yàn)器材連成符合要求的實(shí)驗(yàn)電路。 (4)為使讀數(shù)誤差盡可能小，電壓表的量程應(yīng)選用_檔，電流表的量程應(yīng)選用_檔，為保證實(shí)驗(yàn)安全，測(cè)量范圍不能超過_V和_A，開始做實(shí)驗(yàn)閉合S前，應(yīng)把P移到_端。 (5)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某一小燈泡的電流強(qiáng)度和電壓之值如下表，請(qǐng)?jiān)趫D1489中畫出U-I圖線，該小燈泡的電阻有何特征?并從中分析其主要原因。I/A O10 O20 O26 O30 O40 O44 O48 O52 O56U/V O14 O48 O70 196圖1489 8用一個(gè)標(biāo)有“12 V，24 W”的燈泡做實(shí)驗(yàn)，測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖線如圖14810所示，利用這條曲線： (1