描绘小灯泡伏安特性曲线.ppt

43 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 本节在高考中为级要求，在高考电学实验中，电阻测量出现的频率最高.本讲实验以伏安法测电阻为核心，同学们在学习电阻测量的方法时，应先研究掌握好伏安法中器材的选择、电路的连接、数据处理、误差分析，在此基础上再进行拓展创新，去探究一些新的测量电阻的方法.,一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律. 二、实验原理 1.用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组（U，I）值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线. 2.小灯泡（3.8 V，0.3 A）的电阻很小，当它与电流表（量程为0.6 A）串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，即测出U、I的值，电流表应采用外接法；为使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法.,三、实验器材 小灯泡（3.8 V，0.3 A）一只，电压表（06V）、电流表（00.6 A）各一只，滑动变阻器一只，学生低压直流电源（或电池组）、开关一只、导线若干、坐标纸、铅笔. 四、实验步骤 图50-1,1.连接电路 将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示的电路. 2.测出小灯泡在不同电压下的电流 （1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应移到最左端（起保护电路作用），以使开关闭合时灯泡两端的电压能从零开始变化.同时，这样做也可防止开关刚闭合时灯泡两端的电压过大而烧坏灯丝. （2）改变滑动变阻器滑片的位置，测出14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、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接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线. 4.拆除电路，整理仪器,五：数据处理 1.测绘小灯泡的伏安特性曲线的数据处理 测量多组电流、电压值，画出小灯泡的IU图象，分析小灯泡的电阻变化情况，可以根据图像求出灯泡的不同电压下的电流和功率。 2.测绘小灯泡的伏安特性曲线的误差分析 (1)电流表、电压表的读数带来的误差； (2)描点、作图带来的误差；（用平滑的曲线连接各点偏离较大的点舍去） (3)对图象处理时带来的误差.（I-U图像时图像斜率越大电阻越小，U-I图时斜率越大电阻越大）,六、实验注意事项 1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法. 2.因本实验要作出I-U图线，要求测出电压从零变化至 U额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法. 3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图51-1中的A端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值. 4.实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不会偏向一边或过小或过大. 5.画I-U曲线时，不能画成折线，而应画成平滑的曲线，偏差较大的点应舍弃.,例1 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有标有“6 V 1.5 W”字样的小灯泡、导线和开关外，还有下列器材： A.直流电源（6 V，内阻不计）； B.直流电流表（量程为3 A，内阻0.1 以下）； C.直流电流表（量程为300 mA，内阻约为5 ）； D.直流电压表（量程为10 V，内阻约为15 k）； E.滑动变阻器（10 ，2 A）； F.滑动变阻器（1 k，0.5 A）. 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量. （1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用,_.（均用序号表示） （2）在虚线框内画出实验电路图. （3）试将图所示的器材 连成实物电路.,例2：某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成线状元件Z进行实验，测出元件Z中对应的电流、电压的数值。实验记录数据如下表所示：,（1）由表中数据可知他们应选用下图所示的哪个电路进行实验？答： 。,（2）按照正确的电路图，连接图（1）中的实物图，且要求开关闭合后，元件z上的电压最小。,（3）根据表中数据，绘出元件Z的伏安特性曲线如图（2）所示。由图可知该元件的电阻随电流增大而 。（选填“增大”，“不变”，“减小”） （4）若图（2）中的曲线是某同学按照第（1）问中的B电路而得到的曲线，且已知安培表的内阻为0.5，试在图（2）中绘出元件Z更为准确的伏安特性曲线。,例3：在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V、1.5W”的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流现有如下器材： A直流电源3V（内阻可不计） B直流电流表03A（内阻0.1） C直流电流表0600mA（内阻约0.5） D直流电压表03V（内阻约3k） E直流电压表015V（内阻约200k） F滑动变阻器10、1A G滑动变阻器1k、300mA （1）除开关、导线外，为了完成实验需要从上述器材中选用_（用序号字母表示）,（2）若某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示连接的电路如图所示，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零闭合开关后，发现电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则判断断路的导线为_；若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为_；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为_,(3)下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线. (4)若将该灯泡与一个10的定值电阻串联，直接接在题中电源两端，则可以估算出该小电珠的实际功率为 (结果保留两位有效数字),例4： 如图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题