高考物理总复习 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线课件.ppt

实验八描绘小电珠的伏安特性曲线 预备知识 滑动变阻器的限流接法和分压接法1 两种接法比较 2 分压和限流电路的选择原则 1 若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求 即若滑动变阻器阻值调到最大时 待测电阻上的电流 或电压 仍超过电流表 或电压表 的量程 或超过待测电阻的额定电流 或电压 则必须选用分压式电路 2 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多 以致在限流电路中 滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时 待测电阻上的电流或电压变化范围不够大 此时 应改用分压式电路 3 若实验中要求电压从零开始调节 则必须采用分压式电路 4 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流式接法电路简单 能耗低 实验目的 1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2 分析曲线的变化规律 实验原理 用电流表测出流过小电珠的电流 用电压表测出小电珠两端的电压 测出多组 u i 值 在i u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 就得到小电珠的伏安特性曲线 实验器材 小电珠 3 8v 0 8a 或 2 5v 0 6a 4v 6v学生电源 滑动变阻器 电压表 电流表 开关 导线若干 坐标纸 铅笔 实验过程 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 按图实 1所示的原理图连接好实验电路 图实 1 2 把滑动变阻器的滑动片调节到图中最左端 接线经检查无误后 闭合开关s 3 改变滑动变阻器滑动片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u 记入记录表格内 断开开关s 4 在坐标纸上以电流i为纵轴 以电压u为横轴建立坐标系 并选取适当的单位 用描点法在坐标纸上标出各组u i值对应点的位置 用平滑曲线将各点依次连接起来 便得到小灯泡的伏安特性曲线 分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律 5 断开电源 整理好器材 误差分析 1 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 电流表外接 则电流示数偏大 2 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 注意事项 1 本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小 因此测量电路必须采用电流表外接法 2 本实验要作出i u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 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 4 加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压 5 连图线时曲线要平滑 不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧 绝对不要画成折线 2014 福州模拟 图实 2所示为 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验的实物电路图 已知小灯泡额定电压为2 5v 图实 2 考点一实验原理与操作 1 完成下列实验步骤 闭合开关前 调节滑动变阻器的滑片 闭合开关后 逐渐移动变阻器的滑片 断开开关 根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线 2 在虚线框中画出与实物电路相应的电路图 3 实验中得到了小灯泡的u i图象如图实 3所示 则可知小灯泡的电阻随电压增大而 选填 增大 减小 或 不变 图实 3 解析 1 在分压电路中为了保护灯泡所在支路 开关闭合前 滑动变阻器与灯泡所在支路并联部分的电阻为零 因此滑片应靠近左端 要描绘小灯泡的伏安特性曲线 需测多组数据 且要求电流 电压从零变化到额定值 2 电路原理图如下图所示 3 因u i图象上的点与坐标原点连线的斜率随电压的增加而增大 故小灯泡的电阻随电压的增加而增大 答案 1 使它靠近变阻器左端的接线柱 增加小灯泡两端的电压 记录电流表和电压表的多组读数 直至电压达到额定电压 2 见解析图 3 增大 特别提醒 测定金属的电阻率 与 描绘小灯泡的伏安特性曲线 两个实验都是电阻的测量实验 但描绘小灯泡的伏安特性曲线必须要求电压从零开始调节 故滑动变阻器必须采用分压式接法 而测量金属的电阻率的实验电流表的内 外接和滑动变阻器的接法需要依据待测电阻的阻值大小来确定 2014 淄博二模 在研究规格为 6v 3w 的小灯泡的伏安特性曲线的实验中 要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大 实验提供的电流表量程为0 6a 内阻约1 电压表量程为10v 内阻约20k 1 下列实验电路图 最合理的是 考点二实验数据的处理 2 小灯泡接入电路前 某同学使用如图实 4所示的多用电表欧姆挡直接测量小灯泡的电阻 应将选择开关旋至 挡 填 1 或 10 图实 4 3 某同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图实 5所示 则小灯泡的电阻值随温度的升高而 填 增大 减小 或 不变 实验过程中 小灯泡消耗的功率为0 6w时 小灯泡两端的电压是 v 图实 5 解析 1 实验要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大 故滑动变阻器应选分压式接法 小灯泡的内阻较小 电流表应采用外接法 选甲图 2 小灯泡的电阻较小 欧姆挡选 1 即可 3 由于图线向上弯曲 斜率增大 故小灯泡的电阻值随温度的升高而增大 由图线可得小灯泡消耗的功率为0 6w时 小灯泡两端的电压是2v 答案 1 甲 2 1 3 增大2 一 实验目的的创新可利用本实验的实验原理描绘其他电阻元件的伏安特性曲线 如 二极管 电动机 电池等 根据图甲 用笔画线代替导线 将图乙连接成完整电路 图实 6 用遮光罩罩住硅光电池 闭合开关s 调节变阻器r 读出电压表 的示数u1 u2 某次测量时 电压表示数如图丙 则u1 v 可算出通过硅光电池的反向电流大小为 ma 保留两位小数 该小组测出大量数据 筛选出下表所示的9组u1 u2数据 算出相应的硅光电池两端反向电压ux和通过的反向电流ix 表中 表示反向 并在坐标纸上建立ix ux坐标系 标出了与表中前5组ux ix数据对应的5个坐标点 请你标出余下的4个坐标点 并绘出ix ux图线 图实 7 由ix ux图线可知 硅光电池无光照下加反向电压时 ix与ux成 填 线性 或 非线性 关系 答案 连线如图 1 400 23 描点绘出ix ux图线如图 非线性 二 伏安特性曲线的创新应用 2013 天津 要测绘一个标有 3v 0 6w 小灯泡的伏安特性曲线 灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3v 并便于操作 已选用的器材有 电池组 电动势为4 5v 内阻约1 电流表 量程为0 250ma 内阻约5 电压表 量程为0 3v 内阻约3k 电键一个 导线若干 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的 填字母代号 a 滑动变阻器 最大阻值20 额定电流1a b 滑动变阻器 最大阻值1750 额定电流0 3a 实验的电路图应选用下列的图 填字母代号