第4課時 實驗二描繪小電珠的伏安特性曲線

1、第第4 4課時實驗二課時實驗二: :描繪小電珠的伏安特性描繪小電珠的伏安特性曲線曲線 實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ)熱點透析熱點透析實驗創(chuàng)新實驗創(chuàng)新素能提升素能提升實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ) 固本求源固本求源 提高技能提高技能原理與操作原理與操作處理與分析處理與分析一、數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)處理1.1.在坐標(biāo)紙上以在坐標(biāo)紙上以U U為橫軸為橫軸,I,I為縱軸為縱軸, ,建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系. .2.2.在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點.(.(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中適中, ,以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜) )3.3.將描出的

2、點用平滑的曲線連接起來將描出的點用平滑的曲線連接起來, ,就得到小電珠的伏安特性曲線就得到小電珠的伏安特性曲線. .二、誤差分析二、誤差分析1.1.由于電壓表、電流表不是理想電表由于電壓表、電流表不是理想電表, ,電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差誤差. .2.2.電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差. .3.3.在坐標(biāo)紙上描點在坐標(biāo)紙上描點, ,作圖帶來誤差作圖帶來誤差. .三、注意事項三、注意事項1.1.電路的連接方式電路的連接方式(1)(1)電流表應(yīng)采用外接法電流表應(yīng)采用外接法. .因為小電珠的電阻較小因為小電珠的電阻較小, ,與與0 00.6

3、A 0.6 A 的電流的電流表串聯(lián)時表串聯(lián)時, ,電流表的分壓影響很大電流表的分壓影響很大. .(2)(2)滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法, ,目的是為了使小電珠兩端的電壓能目的是為了使小電珠兩端的電壓能從從0 0開始連續(xù)變化開始連續(xù)變化. .2.2.閉合開關(guān)閉合開關(guān)S S前前, ,滑動變阻器滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為滑動變阻器滑片應(yīng)移到使小電珠分得電壓為0 0的一端的一端, ,從而使開關(guān)閉合時小電珠電壓能從從而使開關(guān)閉合時小電珠電壓能從0 0開始變化開始變化, ,同時同時, ,也為了防止開關(guān)也為了防止開關(guān)剛閉合時小電珠因兩端電壓過大而燒壞燈絲剛閉合時小電珠因兩端電壓過

4、大而燒壞燈絲. .3.I-U3.I-U圖像在圖像在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲左右將發(fā)生明顯彎曲, ,故在故在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右繪左右繪點要密點要密, ,以防出現(xiàn)很大誤差以防出現(xiàn)很大誤差. .4.4.當(dāng)小電珠電壓快接近額定電壓值時當(dāng)小電珠電壓快接近額定電壓值時, ,要緩慢地增加到額定電壓要緩慢地增加到額定電壓值值, ,記錄記錄I I后馬上斷開開關(guān)后馬上斷開開關(guān). .5.5.誤差較大的點要舍去誤差較大的點要舍去,I-U,I-U圖像應(yīng)是平滑曲線而非折線圖像應(yīng)是平滑曲線而非折線. .四、創(chuàng)新改進(jìn)四、創(chuàng)新改進(jìn)1.1.數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn):

5、 :采用采用“DIS”DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進(jìn)行實驗數(shù)字化實驗系統(tǒng)進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的采集和處理數(shù)據(jù)的采集和處理. .2.2.與原數(shù)據(jù)處理方式的比較與原數(shù)據(jù)處理方式的比較(1)(1)原方案原方案優(yōu)點優(yōu)點: :由學(xué)生讀出電壓表、電流表的數(shù)據(jù)由學(xué)生讀出電壓表、電流表的數(shù)據(jù), ,并親自動手繪出伏并親自動手繪出伏安特性曲線安特性曲線, ,可鍛煉學(xué)生的讀數(shù)、動手操作能力可鍛煉學(xué)生的讀數(shù)、動手操作能力. .缺點缺點: :學(xué)生讀數(shù)、繪圖帶來較大誤差學(xué)生讀數(shù)、繪圖帶來較大誤差. .(2)(2)改進(jìn)方案改進(jìn)方案優(yōu)點優(yōu)點: :電壓、電流由傳感器測出電壓、電流由傳感器測出, ,由電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)分析由電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)分析, ,再

6、進(jìn)行再進(jìn)行繪圖繪圖, ,快捷、準(zhǔn)確快捷、準(zhǔn)確, ,誤差較小誤差較小. .缺點缺點: :一切在電腦上進(jìn)行一切在電腦上進(jìn)行, ,學(xué)生的動手能力得不到鍛煉學(xué)生的動手能力得不到鍛煉. .熱點透析熱點透析 追蹤熱點追蹤熱點 拓寬思路拓寬思路實驗原理及器材的應(yīng)用實驗原理及器材的應(yīng)用熱點一熱點一【例【例1 1】 (2013(2013天津理綜天津理綜) )要測繪一個標(biāo)有要測繪一個標(biāo)有“3 V3 V0.6 W”0.6 W”小燈泡的伏安小燈泡的伏安特性曲線特性曲線, ,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V,3 V,并便于操作并便于操作. .已選用已選用的器材有的器材有: :電池組

7、電池組( (電動勢為電動勢為4.5 V,4.5 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約1 );1 );電流表電流表( (量程為量程為0 0250 mA250 mA, ,內(nèi)阻約內(nèi)阻約5 );5 );電壓表電壓表( (量程為量程為0 03 V,3 V,內(nèi)阻約內(nèi)阻約3 k3 k););開關(guān)一個、導(dǎo)線若干開關(guān)一個、導(dǎo)線若干. .(1)(1)實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的( (填字母代號填字母代號).).A.A.滑動變阻器滑動變阻器( (最大阻值最大阻值20 ,20 ,額定電流額定電流1 A)1 A)B.B.滑動變阻器滑動變阻器( (最大阻值最大阻值1750 ,1750 ,額定電流額定電

8、流0.3 A)0.3 A)(2)(2)實驗的電路圖應(yīng)選用圖實驗的電路圖應(yīng)選用圖( (甲甲) )中的圖中的圖( (填字母代號填字母代號).).(3)(3)實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖( (乙乙) )所示所示. .如果將這個小燈如果將這個小燈泡接到電動勢為泡接到電動勢為1.5 V,1.5 V,內(nèi)阻為內(nèi)阻為5 5 的電源兩端的電源兩端, ,小燈泡消耗的功率是小燈泡消耗的功率是W.W.答案答案: : (1)A (1)A(2)B(2)B(3)0.1(3)0.1方法技巧方法技巧(1)(1)兩種接法比較兩種接法比較電路連接和數(shù)據(jù)處理電路連接和數(shù)據(jù)處理熱點二熱點二思路點撥思

9、路點撥: : (1) (1)實物連線時先連接好滑動變阻器的分壓電路實物連線時先連接好滑動變阻器的分壓電路. .(2)(2)滑動變阻器滑片移動滑動變阻器滑片移動, ,電壓表和電流表示數(shù)變化不明顯電壓表和電流表示數(shù)變化不明顯, ,說明說明加在電子元件的電壓幾乎不變加在電子元件的電壓幾乎不變. .答案答案: : (1) (1)見解析見解析(2)a(2)a(3)(3)變小變小(4)C(4)C方法總結(jié)方法總結(jié) 實物連線的方法實物連線的方法(1)(1)先串后并先串后并, ,接線到柱接線到柱, ,注意量程和正負(fù)注意量程和正負(fù). .(2)(2)對限流電路對限流電路, ,用筆畫線代替導(dǎo)線用筆畫線代替導(dǎo)線, ,從

10、電源正極開始從電源正極開始, ,把電源、開關(guān)、把電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表、電阻部分依次串聯(lián)起來滑動變阻器、電流表、電阻部分依次串聯(lián)起來, ,最后連接電壓表最后連接電壓表( (注注意電表的正負(fù)接線柱和量程意電表的正負(fù)接線柱和量程, ,滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處).).(3)(3)對分壓電路對分壓電路, ,應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來部分用導(dǎo)線連接起來, ,然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭接頭, ,比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低比較該接頭

11、和滑動觸頭兩點的電勢高低, ,根據(jù)根據(jù)“伏安法伏安法”部分部分電表正負(fù)接線柱的情況電表正負(fù)接線柱的情況, ,將將“伏安法伏安法”部分接入該兩點間部分接入該兩點間. .實驗創(chuàng)新實驗創(chuàng)新 瞻新動向瞻新動向 探新類題探新類題1 12 23 34 45 56 67 78 89 9U U1 1/V/V0.000.000.000.000.060.060.120.120.240.240.420.420.720.721.141.141.741.74U U2 2/V/V0.00.01.01.02.12.13.13.14.24.25.45.46.76.78.18.19.79.7U Ux x/V/V0.00.0-1

12、.0-1.0-2.0-2.0-3.0-3.0-4.0-4.0-5.0-5.0-6.0-6.0-7.0-7.0-8.0-8.0I Ix x/mA/mA0.000.000.000.00-0.01-0.01-0.02-0.02-0.04-0.04-0.07-0.07-0.12-0.12-0.19-0.19-0.29-0.29答案答案: : (1) (1)如解析圖如解析圖( (甲甲) )所示所示(2)(2)1.401.400.230.23如解析圖如解析圖( (乙乙) )所示所示非線性非線性1.1.本例所用的實驗電路及研究方法與教材實驗相似本例所用的實驗電路及研究方法與教材實驗相似, ,但本例描繪的實但

13、本例描繪的實驗元件不是小電珠驗元件不是小電珠, ,而是硅光電池而是硅光電池, ,同時本例不是描繪伏安特性曲線同時本例不是描繪伏安特性曲線, ,而是反向伏安特性曲線而是反向伏安特性曲線. .2.2.以本實驗為背景以本實驗為背景, ,可以通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目可以通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目, ,如如描繪二極管的伏安特性曲線描繪二極管的伏安特性曲線; ;描繪太陽能電池有、無光照時的伏安描繪太陽能電池有、無光照時的伏安特性曲線等特性曲線等. .命題創(chuàng)新命題創(chuàng)新素能提升素能提升 模擬實驗?zāi)M實驗 操作演練操作演練答案答案: : (1)A (1)AC C(2)(3)(2)(3)見解析圖

14、見解析圖(1)(2)(1)(2)(4)27.5(20(4)27.5(203030都對都對) )3.(20133.(2013江蘇卷江蘇卷) )為探究小燈泡的電功率為探究小燈泡的電功率P P和電壓和電壓U U的關(guān)系的關(guān)系, ,小明測量小明測量小燈泡的電壓小燈泡的電壓U U和電流和電流I,I,利用利用P=UIP=UI得到電功率得到電功率. .實驗所使用的小燈實驗所使用的小燈泡規(guī)格為泡規(guī)格為“3.0 V3.0 V1.8 W”,1.8 W”,電源為電源為12 V 12 V 的電池的電池, ,滑動變阻器的最滑動變阻器的最大阻值為大阻值為10 .10 .(1)(1)準(zhǔn)備使用的實物電路如圖準(zhǔn)備使用的實物電路如

15、圖(1)(1)所示所示. .請將滑動變阻器接入電路的請將滑動變阻器接入電路的正確位置正確位置.(.(用筆畫線代替導(dǎo)線用筆畫線代替導(dǎo)線) )4.(20144.(2014福建省漳州市八校聯(lián)考福建省漳州市八校聯(lián)考) )在在“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中實驗中, ,要求測量一個標(biāo)有要求測量一個標(biāo)有“3 V3 V1.5 W”1.5 W”的燈泡兩端的電壓和通的燈泡兩端的電壓和通過它的電流的多組數(shù)據(jù)過它的電流的多組數(shù)據(jù), ,現(xiàn)有如下器材現(xiàn)有如下器材: :A.A.直流電源直流電源3 V(3 V(內(nèi)阻可不計內(nèi)阻可不計) )B.B.直流電流表直流電流表0 0600 mA600 mA(

16、(內(nèi)阻約內(nèi)阻約0.5 )0.5 )C.C.直流電壓表直流電壓表0 03 V(3 V(內(nèi)阻約內(nèi)阻約3 k3 k) )D.D.滑動變阻器滑動變阻器(10 ,1 A)(10 ,1 A)E.E.滑動變阻器滑動變阻器(1 k,300 mA(1 k,300 mA) )F. F. 開關(guān)、導(dǎo)線若干開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)(1)本實驗中滑動變阻器選用本實驗中滑動變阻器選用 ( (填填 “ “D” D” 或或 “ “E ” )E ” )(2)(2)某同學(xué)用導(dǎo)線某同學(xué)用導(dǎo)線a a、b b、c c、d d、e e、f f、g g和和h h連接的電路如圖連接的電路如圖( (甲甲) )所所示示, ,電路中所有元器件都是完好的電路中所有元器件都是完好的, ,且電壓表和電流表已調(diào)零且電壓表和電流表已調(diào)零. .閉合閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2 V,2 V,電流表的示數(shù)為零電流表的示數(shù)為零, ,小燈泡不亮小燈泡不亮, ,則可確定斷路的導(dǎo)線是則可確定斷路的導(dǎo)線是; ;若電壓表示數(shù)為零若電壓表示數(shù)為零, ,電流表的示電流表的示數(shù)為數(shù)為0.3 A,0.3 A,小燈泡亮小燈泡亮, ,則斷路的導(dǎo)線是則斷路的導(dǎo)線是; ;若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器變阻器, ,小燈泡亮度發(fā)生變化小