高考物理大一轮复习 第七章 第4讲 实验八 描述小电珠的伏安特性曲线课件.ppt

实验目的 1 描绘小电珠的伏安特性曲线 2 分析伏安特性曲线的变化规律 实验原理 1 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坐标系中描出各数值对应点 用一条平滑的曲线将这些点连接起来 2 电流表外接 因为小电珠电阻很小 如果电流表内接 误差明显较大 滑动变阻器采用分压式 使电压能从0开始连续变化 3 滑动变阻器的限流接法和分压接法 1 两种接法比较 2 限流电路 分压电路的选择原则限流式适合测量阻值小的电阻 跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小 分压式适合测量阻值较大的电阻 一般比滑动变阻器的总电阻要大 若被测电阻r很小 限流式中滑动变阻器能分得的最大电压很大 故调节范围也就越大 若被测电阻r很大 分压式中r几乎不影响电压的分配 触头移动时 电压变化接近线性关系 便于调节 若采用限流式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 则必须选用分压式 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 变阻器的滑动触头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 若实验中要求电压从零开始连续可调 则必须采用分压式电路 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 耗能低 实验器材 小电珠 4v 0 7a 或 3 8v 0 3a 4 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 实验步骤 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 按如图所示的原理图连接好实验电路 2 把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端 接线经检查无误后 闭合开关s 3 移动滑动变阻器滑片位置 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中 断开开关s 4 在坐标纸上以u为横轴 以i为纵轴 建立坐标系 在坐标纸上描出各组数据所对应的点 将描出的点用平滑的曲线连接起来 就得到小电珠的伏安特性曲线 5 拆除电路 整理仪器 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 使电流表的测量值大于真实值 误差分析 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 1 某同学用两种导电元件分别研究它们的导电性质 他根据实验中所测的数据 分别绘制了i u图线 如图所示 下列判断正确的是 a 只有图甲正确b 只有图乙正确c 图甲 乙都可能正确d 图甲 乙都一定不正确答案c图甲说明该导电元件随着温度的升高电阻不发生变化 这是可能的 图乙的斜率越来越小 说明该导电元件的电阻随着温度的升高越来越大 这也是可能的 2 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中备有下列器材 a 小灯泡 3 8v 1 5w b 直流电源 电动势4 5v 内阻约0 4 c 电流表 量程0 500ma 内阻约0 5 d 电压表 量程0 5v 内阻约5000 e 滑动变阻器r1 0 5 额定电流2a f 滑动变阻器r2 0 50 额定电流1a g 开关一个 导线若干如果既要满足测量要求 又要使测量误差较小 应选择如图所示的四个电路中的 应选用的滑动变阻器是 答案丙r1 或e 解析考查电流表内 外接法的选择 滑动变阻器限流 分压电路的选择 由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量 所以滑动变阻器应选用分压式接法 分压式接法适用于测量较大阻值电阻 与滑动变阻器 的总电阻相比 由于r1 所以电流表应该选用外接法 3 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 除有一标有 6v 1 5w 的小灯泡 导线和开关外 还有 a 直流电源6v 内阻不计 b 直流电流表0 3a 内阻0 1 以下 c 直流电流表0 300ma 内阻约为5 d 直流电压表0 10v 内阻约为15k e 滑动变阻器 10 2a f 滑动变阻器 1k 0 5a 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 在方框内画出实验电路图 3 试将图中所示器材连成实验电路 3 实物图连线如图所示 答案 1 ce 2 实验电路图如图所示 解析由i额 a 250ma 故电流表应选c 因要求电压从零开始变化 滑动变阻器用分压接法 应选小阻值的e 4 在 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验中 用导线a b c d e f g和h按如图所示方式连接好电路 电路中所有元件都完好 且电压表和电流表已调零 闭合开关后 1 若不管怎样调节滑动变阻器 小电珠亮度虽能发生变化 但电压表 电流表的示数总不能为零 则可能是导线断路 2 某同学测出电源和小电珠的u i图线如图所示 将小电珠和电阻r串联后接到电源上 要使电路中电流为1 0a 则r 3 某同学在实验中还测出a b c三种元件的伏安特性曲线分别如图 a b c 所示 下列说法正确的是 a a可以作为标准电阻使用b b能作为标准电阻使用 c b的阻值随电压升高而增大d c的阻值随电压升高而增大 答案 1 g 2 0 8 3 ac解析 1 若调节滑动变阻器 小电珠的亮度变化 但电压表 电流表示数总不能为零 说明滑动变阻器不起分压作用 所以可能是g导线断路 2 由电源的u i图线知e 3 0v r 1 当小电珠与电阻串联后由闭合电路欧姆定律得e i r r r灯 又由小电珠的u i图线得r灯 1 2 解得r 0 8 3 因a元件的i u图线是直线 说明电阻不随电压的变化而变化 故可作为标 准电阻使用 故a对 因i u图线的斜率倒数的变化表示电阻值的变化 故c对 bd错 选a c 实验数据的处理典例表格中所列数据是测量小灯泡u i关系时的实验数据 1 分析表内实验数据可知 应选用的实验电路图是 填 甲 或 乙 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 3 如图所示 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的 电流的两倍 则流过灯泡b的电流约为a 解析 1 由表格数据知 电压表示数的取值范围为0 3 0v 故应选用的实验电路图是图甲 2 小灯泡的u i曲线如图 由u ri知u i曲线各点的切线的斜率为小灯泡的电阻 则可知小灯