实验测绘小灯泡的伏安特性曲线ppt课件.ppt

第二章恒定电流 实验 测绘小灯泡的伏安特性曲线 学习目标1 理解电流表的内接法和外接法 并会进行正确选择 2 理解滑动变阻器的两种接法 能进行正确地应用 3 学会描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 电流表的内接法和外接法的比较1 两种接法的比较 R测 R真 R测 R真 2 电流表内 外接的选择方法 1 直接比较法 当Rx RA时 采用内接法 当Rx RV时 采用外接法 即大电阻用内接法 小电阻用外接法 可记忆为 大内小外 2 公式计算法 3 试触法 如图1 把电压表的可动接线端分别试接b c两点 观察两电表的示数变化 若电流表的示数变化明显 说明电压表的分流作用对电路影响大 应选用内接法 若电压表的示数有明显变化 说明电流表的分压作用对电路影响大 所以应选外接法 图1 二 滑动变阻器两种接法的比较 下 上 0 相差不多 远大于 零 三 测绘小灯泡的伏安特性曲线1 实验原理用测出流过小灯泡的电流 用测出小灯泡两端的电压 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起来 即得小灯泡的伏安特性曲线 电路图如图2所示 2 实验器材学生电源 4 6V直流 或电池组 小灯泡 4V0 7A 或 3 8V0 3A 电压表 开关 导线若干 铅笔 坐标纸 图2 电流表 滑动变阻器 电压表 电流表 3 实验步骤 1 根据小灯泡上所标的额定值 确定电流表 电压表的 按图3所示的电路图连接好实物图 注意开关应 滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为 2 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 3 用同样的方法测量并记录几组U和I 填入下表 断开 量程 零 4 断开开关 整理好器材 4 数据处理 1 在坐标纸上以U为横轴 I为纵轴建立直角坐标系 2 在坐标纸中描出各组数据所对应的点 3 将描出的点用连接起来 就得到小灯泡的伏安特性曲线 5 实验结果与数据分析 1 结果 描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线 而是向轴弯曲的曲线 2 分析 灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化 曲线向横轴弯曲 即斜率变小 电阻变 说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而 平滑的曲线 增大 横 大 6 注意事项 1 因I U图线是曲线 本实验要测出多组包括零在内的电压值 电流值 因此滑动变阻器应采用接法 2 由于小灯泡的电阻较小 故采用电流表法 3 画I U图线时纵轴 横轴的标度要适中 使所描绘图线占据整个坐标纸为宜 不要画成折线 应该用平滑的曲线连接 对个别偏离较远的点应舍去 分压式 外接 2 题型探究 一 实验原理的理解和实验电路 实验器材的选择例1有一个小灯泡上标有 4V2W 的字样 现在要用伏安法描绘这个灯泡的I U图线 现有下列器材供选择 A 电压表 0 5V 内阻10k B 电压表 0 15V 内阻20k C 电流表 0 3A 内阻1 D 电流表 0 0 6A 内阻0 4 E 滑动变阻器 10 2A F 滑动变阻器 500 1A G 学生电源 直流6V 开关 导线若干 1 实验时 选用图3 选填 甲 或 乙 的电路图来完成实验 请说明理由 答案 解析 甲 图3 描绘小灯泡的I U图线所测数据需从零开始 并要多测 几组数据 因实验目的是要测绘小灯泡的伏安特性曲线 需要多次改变小灯泡两端的电压 故采用题图甲所示的分压式电路合适 这样小灯泡两端的电压可以从零开始调节 且能方便地测出多组数据 因小灯泡额定电压为4V 则电压表选0 5V的A 而舍弃0 15V的B 因15V的量程太大 读数误差大 小灯泡的额定电流I 0 5A 则电流表应选D 滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 调节不方便 电压变化与滑动变阻器使用部分的长度线性关系差 故舍去 则应选E 小灯泡电阻为电流表内阻的 20倍 电压表内阻是小灯泡电阻的 1250倍 故电流表采用了外接法 2 实验中所用电压表应选用 电流表应选用 滑动变阻器应选用 用序号字母表示 答案 A 图3 D E 3 请根据 1 中所选电路 把图4中所示的实验器材用实线连接成实物电路图 答案 图4 如图所示 二 实验数据的处理例2图5甲为 测绘小灯泡的伏安特性曲线 实验的实物电路图 已知小灯泡的额定电压为3V 答案 解析 图5 1 在图乙方框图中画出与实物电路相对应的电路图 见解析图 与实物电路相对应的电路图如图所示 2 完成下列实验步骤 闭合开关前 调节滑动变阻器的滑片 滑片应停留在滑动变阻器的最 选填 左 或 右 端 闭合开关后 逐渐移动滑动变阻器的滑片 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 左 为保护电路安全 开关闭合之前 题图甲中滑动变阻器的滑片应该置于最左端 答案 解析 记录如下8组U和I的数据 断开开关 根据实验数据在图丙方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线 答案 解析 见解析图 根据表格中的数据 画出小灯泡的I U图线如图所示 3 数据分析 从图线上可以得知 当电压逐渐增大时 灯丝电阻的变化情况是 答案 解析 先不变 后逐渐增大 从图线上可以得知 当电压逐渐增大时 灯丝电阻的变化情况是先不变 后逐渐增大 图线表明导体的电阻随温度的升高而 答案 解析 增大 图线表明导体的电阻随温度的升高而增大 小灯泡正常工作时的电阻约为 保留到小数点后一位 答案 解析 14 6 根据I U图线可得电压U 3V时 I 0 205A 所以小灯泡正常工作时的电阻约为R 14 6 1 首先要根据表中数据选择合适的标度 2 描点后用平滑的曲线连接 个别偏离较远的点应舍去 达标检测 3 1 在图6中 甲 乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图 下列说法不正确的是A 甲图的接法叫电流表外接法 乙图的接法叫电流表内接法B 甲中R测 R真 乙中R测 R真C 甲中误差由电压表分流引起 为了减小误差 应使R RV 故此法测较小电阻好D 乙中误差由电流表分压引起 为了减小误差 应使R RA 故此法测较大电阻好 图6 1 2 答案 解析 题图甲叫做电流表的外接法 题图乙叫做电流表的内接法 A正确 题图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大 由R 可知 R测 R真 R越小 电压表分流越小 误差越小 因此这种接法适合测小电阻 题图乙由于电流表的分压 导致电压的测量值偏大 由R 得R测 R真 R越大 电流表的分压越小 误差越小 因此这种接法适用于测大电阻 B错误 C D正确 故选B 1 2 2 在测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中 所用器材有 小灯泡L 量程恰当的电流表A和电压表V 直流电源E 滑动变阻器R 开关S等 要求小灯泡两端电压从0开始变化 1 实验中滑