实验描绘小灯泡的伏安特性曲线.ppt

1描绘小灯泡的伏安特性曲线2分析曲线的变化规律,描绘小灯泡的伏安特性曲线,1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UI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2电流表外接：因为小灯泡电阻很小，如果内接电流表，分压明显滑动变阻器采用分压式：使电压能从0开始连续变化,学生电源(46V直流)、小灯泡(4V、0.7A或3.8V、0.3A)，电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)，开关和导线、滑动变阻器、坐标纸,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751所示电路,一、连接电路,二、测量与记录2测出小灯泡在不同电压下的电流移动滑动变阻器触头位置，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,三、数据处理、整理仪器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：目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化3UI图线在U01.0V左右将发生明显弯曲，故在U1.0V左右绘点要密，以防出现很大误差4建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸,1由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差2测量时读数带来误差，严格按照读数规则3在坐标纸上描点、作图带来误差用细铅笔，严格标度,【例1】有一个小灯泡标有“6V、0.6W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线，有下列器材可供选用：A电压表(05V，内阻10k)B电压表(010V，内阻20k)C电流表(00.3A，内阻1)D电流表(00.6A，内阻0.4),E滑动变阻器(30，2A)F学生电源(直流9V)，还有开关和导线(1)实验中电压表应选_，电流表应选_(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽可能减小，画出实验电路图解析：(1)电流表、电压表的选择由小灯泡的标识可知其额定电压为U16V，额定电流为I10.1A，在额定电压下的电阻为R60.为了安全，小灯泡两端所加电压不能超过6V，(通过小灯泡的电流不能超过0.1A)，要测IU图线，其电压变化范围应在06V间因此电压表应选择B，电流表应选择C.,B,C,(2)电流表内外接法的选择由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将引起系统误差本实验中小灯泡的最大电阻约R160，R1RV，为了减小误差，应当用电流表外接法(3)控制电路的选择本题中若采用限流电路，其电路中的最小电流是Imin0.1A，显然不符合实验要求；且实验数据应包括电压在零附近的数值，故只能用分压接法实验电路图如右图所示答案：(1)BC(2)电流表外接，分压式，见解析图,【例2】某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,实验室提供了下表中的器材.,(1)为了使实验误差尽可能小,应选用的电流表是,电压表是.(2)若该同学已正确选用器材,并连接好部分实验电路.如图2所示,请在图中完成其余的电路连接,要求小灯泡两端的电压能在02.5V范围连续变化,且尽可能减少实验误差.,图2,A1,V1,(3)该同学在正确完成实验后得到如图3所示的伏安特性曲线,他从图线中得到“通过小灯泡的电流随电压的增大而增大”的规律.请你分析图线再写出两条规律:,图3,a.;b.答案(1)A1V1(2)如下图所示(3)通过小灯泡的电流与电压的变化关系是非线性关系;小灯泡的电阻随温度的升高而增大;小灯泡的功率随电压的增大而增大等,【例3】某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的UI图象,除导线和开关外还备有以下器材可供选择:A.电流表(量程0.6A,内阻约为1)B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2)C.电压表(量程5.0V,内阻约为5k)D.电压表(量程15.0V,内阻约为15k)E.滑动变阻器(最大阻值为200,额定电流100mA)F.滑动变阻器(最大阻值为10,额定电流1.0A)G.电源(电动势为6.0V,内阻约为1.5),(1)实验中所用的电流表应选;电压表选;滑动变阻器应选.(只需填器材前面的字母代号)(2)将图4中的实物连接成实验所需的电路(有两根导线已经接好).实验开始时,滑动变阻器的滑片应该置于最端.(填“左”或“右”),图4,F,A,C,(3)经过正确的操作,测得的数据如下表:,请在图5中描点画出小灯泡的UI曲线.,图5,答案(1)ACF(2)实物图如下图所示左,(3)UI图线如下图中b所示,【例4】有一规格为“220V,100W”的灯泡,现用一准确的欧姆表测其电阻,测量的结果是()A.大于484B.等于484C.小于484D.无法确定解析是灯发热状态下的电阻.用欧姆表测量时,灯丝温度为室温,所以其阻值比484小.,C,【例5】某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件图754为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：,(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻器应选用_(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：_；不同点：_.,A2,V1,R1,解析：图中的从所给的伏安特性曲线看出，最大电流为0.14A，大于电流表A1的量程，小于电流表A2的量程，所以电流表选择A2.图中的最大电压不超过V1的量程，且V1的测量更精确，R1的最大阻值与所给的伏安特性曲线反映的元件的电阻值相当，且I1A0.4A1A，而R2的阻值太大，所以选择R1.待测元件的电阻满足RARxRV，所以选择电流表外接法，伏安特性曲线中要求电压从零开始变化，所以选择滑动变阻器分压式连接,答案：(1)A2V1R1(2)电路图如右图所示(3)伏安特性曲线都是非线性的小电珠的伏安特性曲线表明随电流和电压的增大电阻增大，而该元件的伏安特性曲线表明随电流和电压的增大电阻减小,伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所测出的伏安特性曲线是斜率逐渐增大的曲线，表明电阻是随电压和电流的增大而减小的，所以是非线性的而小电珠的灯丝是金属，其伏安特性曲线也是非线性的，这是两者的相同点，但小电珠的电阻率是随电压和电流的增大而增大的，这是两者的不同点,【例6】在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,由于电表内阻的影响,会产生系统误差使得小灯泡的电阻测量不准确,为了消除这种误差,某同学设计了如图14所示的实物连线图,用来测量小灯泡的电阻和两端所加电压U的关系,图中两个电压表完全相同且内阻很大,试回答下列问题.,图14,(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图.(2)请补全下列实验步骤按图中的实物连接图连好电路,在闭合开关S之前,滑动变阻器的滑动头应调节.合上开关S移动滑动头,调节电阻箱的示数,使两个电压表,则电阻箱的读数即为小灯泡电阻,记下小灯泡的电阻和电压.,最右端,示数相同,多次移动滑动头,并调节电阻箱,但仍保持两个电压表,记下电阻箱示数和电压表的读数.在坐标纸上画出RU图线,并分析R随U变化的规律.(3)实验中画出的RU图线如图所示,其中正