講義__實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線)

1、龍文教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義教師：_ 學(xué)生：_ 時(shí)間:_年_月_日_段課 題實(shí)驗(yàn) 描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn) 描繪小燈泡的伏安特性曲線知識(shí)目標(biāo)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)來描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律二、實(shí)驗(yàn)原理：金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而使得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化發(fā)生相應(yīng)的變化。對(duì)一只燈泡來說，不正常發(fā)光和正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值可以相差幾倍到幾十倍。它的伏安特性曲線并不是一條直線，即燈絲的電阻是非線性的。本實(shí)驗(yàn)通過描繪伏安特性曲線的方法來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)，其阻值變化，從而了解它的導(dǎo)電特性。VA×三、實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡、電壓表、電流表、4V6

2、V學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干、電健等四、實(shí)驗(yàn)電路圖； 1、線路原理圖因?yàn)樾‰娭椋葱襞荩┑碾娮栎^小（10左右）所以測量電路應(yīng)該選用安培表外接法。因?yàn)樽鲌D需要多個(gè)點(diǎn)，所以控制電路選用滑動(dòng)變阻器分壓式接法。2、實(shí)物接線圖（1）先連好電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器所組成的串聯(lián)電路（滑動(dòng)變阻接下面兩個(gè)接線柱）（2）將小燈泡、電流表串聯(lián)好，再接到滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱上（一上一下）（3）最后將伏特表并接在小燈泡的兩端。（4）注意滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭實(shí)驗(yàn)初應(yīng)在使小燈泡短路的位置。（5）注意安培表、伏特表的量程和正負(fù)接線柱（若選用的是標(biāo)有“3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應(yīng)選用0-0.6A量程；電壓表開始

3、時(shí)應(yīng)選用0-3V量程，當(dāng)電壓調(diào)到接近3V時(shí)，再改用0-15V量程。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1按圖連接好電路。 2檢查無誤后，將滑片調(diào)節(jié)至最左邊附近、閉合電鍵，讀出一組U、I值，記錄于表格。 3再調(diào)節(jié)滑線變阻器的滑片到不同位置，讀出十二組不同的U、I值，記錄于表格。 4斷開電鍵，整理好器材。 5在坐標(biāo)紙上以I為橫軸，以U為縱軸、并選取適當(dāng)?shù)膯挝弧?6用描點(diǎn)法在坐標(biāo)紙上標(biāo)出各組U、I值的對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置。 7用平滑曲線將各點(diǎn)依次連接起來。 8分析小燈泡伏安特性曲線的變化規(guī)律。記錄表格：次數(shù)n123456789101112電壓U電流I六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng).對(duì)“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn),應(yīng)明確以下幾點(diǎn): 1.由歐姆

4、定律可知,對(duì)一純電阻用電器,有I=U/R.因此,當(dāng)R為定值時(shí),IU圖線應(yīng)為一過原點(diǎn)的直線.但由于小燈泡的燈絲在其兩端電壓由0增至額定電壓過程中,燈絲溫度由室溫升高到近2000,因此燈絲電阻率有明顯增大,故小燈泡的伏安特性曲線應(yīng)為曲線. 2.實(shí)驗(yàn)用的小燈泡通常為“3.8V 0.3A”一類小電珠,其在白熾狀態(tài)下電阻很小,在室溫下電阻更小,因此為減小實(shí)驗(yàn)誤差,測量電路應(yīng)采用電流表外接法. 3.為使小燈泡上的電壓能從0開始連續(xù)變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接.規(guī)律方法1、對(duì)電路的連接：用圖（a）中所給的實(shí)驗(yàn)器材測量一個(gè)“12V，5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3A，0.6A兩檔，內(nèi)阻可忽

5、略，電壓表有15V，3V兩檔，內(nèi)阻很大，測量時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從0V調(diào)到12V。圖a0123A00.20.40.60.60.33圖b(1)按要求在實(shí)物圖上連線(2)其次測量時(shí)電流表的指針位置如圖（b）所示，其計(jì)數(shù)為 0.245 A2、對(duì)圖線的分析能力例2、一個(gè)標(biāo)有“220V，60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由0逐漸增大到220V，在此過程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖像表示，題中給出的四個(gè)圖線中，肯定不符合實(shí)際的是（ ACD ）0UIA0UIB0UIC0UID 試題展示1、某燈泡兩端的電壓為1V時(shí),其電流為0.2A,當(dāng)電壓為2V時(shí),其電流為0.3A,那么電壓為1.5V時(shí),則( B

6、 )A.其電流一定為0.25AB.其電流一定大于0.25A而小于0.3AC.其電流一定大于0.2A而小于0.25AD.以上說法均不對(duì).3、在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,已備有以下器材:小燈泡、電壓表、電流表、學(xué)生電源、開關(guān),還需要的器材是 .答:滑動(dòng)變阻器,坐標(biāo)紙.4、在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡為“2.8V,1.4W”,請將以下器材按正確電路連結(jié)起來.5、在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,使用的小燈泡為“6V 3W”,其他可供選擇的器材有:電壓表V1(量程6V,內(nèi)阻20K) 電壓表V2(量程20V,內(nèi)阻60K)電流表A1(量程3A,內(nèi)阻0.2)電流表A2(量程

7、0.6A,內(nèi)阻1)變阻器R1(01000,0.5A)變阻器R2(020,2A)學(xué)生電源E(68V)開關(guān)S及導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)中要求電壓表在06V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 A2 ,變阻器應(yīng)選用 R2 .在圖所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)的原理圖.6、.用公式RU2P求出"220V、40W”電燈泡燈絲電阻為1210歐姆。用多用電表的歐姆檔測得其電阻只有90歐姆，下列說法正確的是( D ) A.兩個(gè)電阻值相差懸殊是不正常的，定是測量時(shí)讀數(shù)錯(cuò)誤 B.兩個(gè)電阻值不同是正常的，因?yàn)闅W姆表測量電阻時(shí)誤差大 C.兩個(gè)阻值相差懸殊是

8、不正常的，可能出廠時(shí)把燈泡的功率寫錯(cuò)了 D兩個(gè)阻值相差懸殊是正常的，1210歐姆是正常工作狀態(tài)下電阻值(溫度較高)，90歐姆是常溫下的阻值7、小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍010）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.（2）在右圖中畫出小燈泡的UI曲線.（3

9、）如果某一電池的電動(dòng)勢是1.5V，內(nèi)阻是2.0.問：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？（簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第（2）小題的方格圖中）解答：（1）見下圖（2）見下圖（3）作出U=圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實(shí)際功率為0.28.8、本實(shí)驗(yàn)中小燈泡（“3.8V，0.3A”）的電阻，備有下列器材：A、電壓表（量程03V，內(nèi)阻2k）B、電壓表（量程06V，內(nèi)阻4k）C、電流表（量程050mA，內(nèi)阻20）D、電流表（量程00.6A，內(nèi)阻0.01）E、滑動(dòng)變阻器（阻值020，額定電流1A）F、電池組（電動(dòng)勢12V，內(nèi)阻不計(jì)） G

10、、開關(guān)和導(dǎo)線應(yīng)選用的器材有哪些？畫出電路圖分析： 1、實(shí)驗(yàn)用的小燈泡通常為“3.8V 0.3A”一類小電珠,其在白熾狀態(tài)下電阻很小,在室溫下電阻更小,因此為減小實(shí)驗(yàn)誤差,測量電路應(yīng)采用電流表外接法. 2、為使小燈泡上的電壓能從0開始連續(xù)變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接9、（1）現(xiàn)要測定一個(gè)額定電壓4V、額定功率為1.6W的小燈泡（圖中作表示）的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.14V?，F(xiàn)有器材：直流電源E（電動(dòng)勢4V、內(nèi)阻不計(jì)），電壓表（量程4.5V，內(nèi)阻約為4×10，電流表（量程250mA，內(nèi)阻約為2），電流表（量程為500mA，內(nèi)阻約為1），滑動(dòng)變阻器R（最大阻值約為30），電

11、鍵S，導(dǎo)線若干。如果既要滿足要求，又要測量誤差小，應(yīng)該選用的電流表是，下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是。 （1）甲AVERSAERSV甲乙【解析】：（1）小燈泡的額定電流I0.4A，故電流表選用A2；小燈泡的電阻R10，由于RRV，故應(yīng)先電流表外接法，即電路圖甲。10、某同學(xué)用圖2所示電路，測繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 V”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇:電流表：A1（量程100 mA，內(nèi)阻約2）； A2（量程0.6 A，內(nèi)阻約0.3)；電壓表：V1(量程5 V，內(nèi)阻約5k )； V2（量程15 V，內(nèi)阻約15 )；電源：E1（電動(dòng)勢為1.5 V，內(nèi)阻

12、為0.2）； E2（電動(dòng)勢為4V，內(nèi)阻約為0.04）。為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，電壓表_,滑動(dòng)變阻器_，電源_.(填器材的符號(hào))根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R-U的圖象如圖3所示.由圖象可知，此燈泡在不不作時(shí)，燈絲電阻為_；當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí)，燈絲電阻為_,燈泡實(shí)際消耗的電功率為_W.根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_【答案】：（2）A2V2R1R21.511.50.78A11、 表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡 U-I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：U/(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I/(A)0.0000.0

13、500.1000.1500.1800.1950.2050.215 (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”）；AVS圖甲AVS圖乙Rba圖丙（2）在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U-I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)勢為3V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【解析】：（1）甲電路中變阻器采用分壓接法，可以獲得從零開始變化的電壓，符合圖中數(shù)據(jù)的要求。 (2)將表中數(shù)據(jù)逐一描點(diǎn)后用平滑曲線連接各點(diǎn)。 12題圖（3）根據(jù)題意有 E= Ua +Ub，Ia=3Ib，從所做曲線可以查出，Ia=0.150A ，Ib=0.050A，Ua=1V， Ub=2V。 【答案】：（1）甲 （2）如圖所示 變小 （3）0.050A【備考提示】：本題源于教材，高于教材，側(cè)重考查考生的綜合素質(zhì)和利用基本實(shí)驗(yàn)原理、方法的技能進(jìn)行創(chuàng)新的能力。12、.在“