实验八测绘小灯泡的伏安特性曲线.ppt

第四讲 实验八：测绘小灯泡的伏安 特性曲线,1会正确选择实验器材和实验电路 2会正确描绘小灯泡的伏安特性曲线 3会分析伏安特性曲线,用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U、I)值，在IU坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线,由于使用的小灯泡阻值较小，因此应该用电流表外接法；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用分压式接法电路图如图所示,小灯泡(“4 V,0.7 A”或“3.8 V,0.3 A”)、4 V6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸,1连接电路 (1)确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按实验原理图连接好实验电路 (2)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最小的位置(图中最左端)，接线经检查无误后，闭合开关S.,2测量与记录：测出小灯泡在不同电压下的电流，移动滑动变阻器滑片的位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格,3.画出伏安特性曲线 (1)在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系 (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜) (3)将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线,4拆除电路、整理仪器,1电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法 2滑动变阻器应采用分压式连接 本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法,3保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压 4规范画图：IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故U1.0 V左右绘点要密，以防出现很大误差,1系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差 2测量误差：测量时读数带来误差 3作图误差：在坐标纸上描点，作图带来误差.,描绘小灯泡的伏安特性曲线及曲线的应用,通过实验描绘一个“2 V,1 W”小灯泡的UI曲线，可供选择的仪器有： A量程00.6 A，内阻约0.2 的电流表 B量程0100 mA，内阻约5 的电流表 C量程03 V，内阻10 k的电压表 D量程015 V，内阻50 k的电压表 E最大阻值为20 ，额定电流为1 A的滑动变阻器 F最大阻值为1 k，额定电流为0.1 A的滑动变阻器 G蓄电池4 V、导线、开关等,(1)为了调节方便、测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_(填器材的序号),(2)若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路，如图甲，请在图甲中完成其余的电路连接，要求小灯泡两端的电压能在02 V范围内连续变化，且尽可能减小实验误差 (3)该同学在正确完成实验后得到图乙所示的小灯泡UI特性曲线，将此小灯泡接在电动势为1.5 V，内阻为2.0 的电源上，小灯泡的实际功率是_W.,(2)由于小灯泡的电阻很小，故应采用电流表外接法因要求小灯泡两端的电压能在02 V范围内连续变化，故滑动变阻器采用分压式接法 (3)根据电源电动势为1.5 V、内阻为2.0 ，作出图象UEIr如图所示，与小灯泡的UI图线交于U0.8 V、I0.35 A，因此，小灯泡的实际功率是0.28 W.,答案： (1)A C E (2)如图所示,(3)0.28,拓展创新实验,(2011山东卷)某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率 (1)所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系上画出UI图象.,(2)根据所画UI图象，可求得电流I0.20 A时电源的输出功率为_W(保留两位有效数字),(3)实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计,在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是_(Rx阻值未知),解析： (1)UI图象如图所示,(2)通过图象可得I0.2 A时U1.84 V 故PUI0.37 W (3)为