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,卢宗长,2,一、伏安法测电阻1、电流表外接法,要点:（1）电流表外接法时测量值小于真实值；（2）产生误差的原因是电压表的分流作用（3）当RV远大于被测电阻R时可用电流表外接法,3,2、电流表内接法,要点:（1）电流表内接法时测量值大于真实值；（2）产生误差的原因是电流表的分压作用（3）当RA远小于被测电阻R时可用电流表内接法,4,二、限流式和分压式电路,用电器R0与滑动变阻器R的部分电阻串联，另一部分不起作用。R0电压的可调范围为,用电器R0与滑动变阻器R的部分电阻并联后，再与另一部分串联。R0电压的可调范围为0,不要求R0上的电压能调至零。;滑变电阻较大时,要求电压能从零开始逐渐增大;被测部分的电压变化范围尽可能大;多测量几组数据等.滑变小,5,三、电流表和电压表,1、量程和内阻学生实验中用的直流电流表的量程为00.6A3A，内阻一般在1以下。（毫安表的内阻一般在几欧几十欧）直流电压表的量程为03V15V，两个量程的内阻分别为3k和15k。,2、使用时应注意以下几点：选择合适的量程：根据被测电流或电压值的大小选择量程，使得指针偏转角度适中;电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端。电表的“+”、“-”接线柱不能接反;读数时应使视线垂直于刻度表面，注意估读方法。,6,3、读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的，指针必须指向某一个确定的数值，不能在两个数值之间，因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的，不再向下估读。,7,解：03V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估读一位，读1.15V（由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14V1.17V之间都算正确）。015V量程最小刻度为0.5V，不是10分度的，因此只要求读到0.1V这一位，所以读5.7V（5.6V-5.8V之间都算正确）。,【例1】下图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的03V量程，那么电压表读数为多少？若当时使用的是该表的015V量程，那么电压表度数又为多少？,8,解：若是03A档，最小分度为0.1A，是10分度的，因此要向下估读一位，读数应为1.75A若是00.6A档，最小分度为0.02A，不是10分度的，因此只要求读到0.01A这一位，读数应为0.35A,【例1】下图是电流表的刻度盘。若当时使用的是该表的03A量程，那么电流表读数为多少？若当时使用的是该表的00.6A量程，那么电流表度数又为多少？,9,三.描述小灯泡的伏安特性曲线【实验原理】根据部分电路欧姆定律，可得，即在I-U坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。【实验器材】低压电源（46V直流），小电珠（“4V0.7A”或“3.8V0.3A”），电流表（内组较小），电压表（内组很大），开关和导线。,【实验步骤】（1）连接电路：确定电流表、电压表的量程，照图连好电路。（注意开关应断开，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零）。,10,（2）测量数据：闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I值。（3）多次测量：用同样的方法测量并记录约12组U值和I值。（4）归整器材：断开开关S，整理好器材。（5）描绘图线：在坐标纸上，以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，连接各点得到I-U图线，（注意：连接各点时，不要出现折线）【结论】描绘出的图线是一条线。它的斜率随电压的增大而，这表明小灯泡的电阻随电压（温度）升高而。,曲,减小,增大,11,2、怎样描绘实验图线？运用图象法处理数据能直观地表达物理规律，减小偶然误差。（1）建立坐标：一般以横坐标代表自变量，以纵坐标代表因变量，在轴的末端箭头旁注明代表的物理量及其单位。（2）选取标度：选取适当的坐标轴的标度，使横轴与纵轴的全长接近相等，图线大约分布在正方形区域内。,（3）描点连线：数据点用“”或“”符号标明。描线应该用直尺或曲线板，描出的线应是光滑的直线或曲线。连线时应尽量使图线通过或接近数据点，个别严重偏离的点应舍弃，应使其余的点尽量比较均匀地分布在图线两侧。,12,要点（1）小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以U-I曲线不是直线。为了反映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法；（2）必须用电流表外接法。,13,【例1】某同学研究三种导电元件的伏安特性，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I-U图线，如图所示，下列说法正确的是()A图（1）的元件可以作为标准电阻使用B图（2）的阻值随电压升高而增大C图（3）的阻值随电压升高而增大D只有图（2）才是可能的。,AB,14,【例2】表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据：(1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图（填“甲”或“乙”）；,甲,15,（3）如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为A,（2）在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而.（填“变大”、“变小”或“不变”）；,0.7,变大,E=Ua+Ub，Ia=3Ib，当且仅当Ib=0.07A时，Ia=3Ib=0.21A,Ub=0.3V，Ua=2.7V。,16,3、实验步骤：设计电路实物连接改变电压电流并记录数据描绘曲线折除电路归整器材,二、描绘小灯泡的伏安特性曲线1、实验目的：了解小灯泡伏安特性练习分压电路的连接。2、实验器材：电压表、电流表、小灯泡（3.8V0.3A）、滑动变阻器电源、电键、导线。,17,4、注意事项灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法。开始时滑动触头应该位于使小灯泡两端的电压为零的一端。若选用的是标有“3.8V0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。,18,5、图象：由实验数据作出的I-U曲线如右，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。（若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。）6、误差分析读数时的视觉误差。由于电压表的分流，使电流表的示数总大于流过小灯泡的这时电流，从而产生误差。,19,【例3】（04上海卷）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：,20,（1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围010）、电源、小灯泡、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的UI曲线.（3）如果某一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（2）小题的方格图中）,21,解：（1）见左下图；（2）见右下图（3）作出U-I图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为0.28瓦,22,【例4】（07重庆卷）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图1所示方式连接电路,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;若电压表的示数为2V,电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为导线;,d,23,若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A,小灯泡亮，则断路的导线为导线;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，则断路的导线为导线.,h,g,24,【例5】（07江苏卷）要描绘某电学元件（最大电流不超过m，最大电压不超过）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻为，用于限流；电流表量程为m，内阻约为；电压表（未画出）量程为，内阻约为；电源电动势为，内阻不计。（）实验时有两