高考物理总复习 第7章 5讲 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线课件 新人教版.ppt

第五讲实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 1 知道实验的目的和实验原理 2 知道描绘小灯泡伏安特性曲线时的实验操作及注意事项 3 知道实验中的数据处理方法和误差分析原因 一 实验目的1 描绘小电珠的曲线 2 分析伏安特性曲线的 二 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u i坐标系中描出各对应点 用一条将这些点连接起来 就可以得到小电珠的伏安特性曲线 伏安特性 变化规律 平滑的曲线 小电珠 3 8v 0 3a 的电阻很小 当它与电流表 量程为0 6a 串联时 电流表的分压影响很大 故为了准确地描绘出小电珠的伏安特性曲线 即测出u i的值 电流表应采用 为使小电珠上的电压能从零开始连续变化 滑动变阻器应采用 外接法 分压式接法 2 滑动变阻器的限流接法和分压接法 1 两种接法比较 e 0 e 内容 方式 由上表可以看出 滑动变阻器的分压式接法中 电压和电流的调节范围很大 限流式接法较节能 两种接法的适用条件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 如果rx很小 限流式中滑动变阻器分得电压较大 调节范围也比较大 rx很大时 分压式中rx几乎不影响电压的分配 滑片移动时 电压变化接近线性关系 便于调节 a 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 或电压 则必须选用 b 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 分压式电路 c 若实验中要求电压从零开始调节 则必须采用电路 d 两种电路均可使用的情况下 应优先采用接法 因为接法电路简单 耗能低 分压式 限流式 限流式 三 实验器材小电珠 4v 0 7a 或 3 8v 0 3a 4v 6v学生电源 电压表 开关 导线若干 坐标纸 铅笔 滑动变阻器 电流表 一 实验步骤与数据处理1 实验步骤 1 根据小电珠上标示的额定电压和额定电流 选定电源的输出电压和电表的量程 2 将小电珠 电流表 电压表 滑动变阻器 电源 开关用导线连接成如图所示的电路 3 将滑动变阻器的触头移动到右端 闭合开关 调节滑动变阻器 读出并记录多组u i数值 将测量数据填入表格中 4 断开开关 拆除电路 整理仪器 2 数据处理将实验中的u i数据记入下表中 1 在坐标纸上以u为横轴 i为纵轴建立坐标系 选取合适的标度 2 在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点 用一条平滑的曲线把这些点连起来 得到小电珠的伏安特性曲线 在 描绘小电珠的伏安特性曲线 的实验中 可供选择的实验仪器如下 1 在上述器材中 滑动变阻器应选 电流表应选 2 在图中用笔画线代替导线 把实验仪器连接成完整的实验电路 3 利用实验中得到的实验数据在i u坐标系中 描绘出了如图所示的小电珠的伏安特性曲线 根据此图给出的信息 可以判断出图中正确的是 图中p为小电珠功率 规范解答 1 为方便电路调节 滑动变阻器应选择r1 小电珠正常工作时i额 0 3a 300ma 100ma 故电流表应选a2 方法归纳 解答本题在实物连图时应明确电流表的内外接法 数据处理时应明确图线特征及物理意义 二 注意事项与误差分析1 注意事项 1 因本实验要作出i u图线 要求测出一组包括零在内的电压 电流值 因此 变阻器要采用分压接法 2 本实验中 因被测小灯泡电阻较小 因此实验电路必须采用电流表的外接法 3 开关闭合后 调节变阻器滑片的位置 使灯泡的电压逐渐增大 可在电压表读数每增加一个定值 如0 5v 时 读取一次电流值 调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压 4 开关闭合前变阻器滑片移到图中的a端 5 在坐标纸上建立坐标系 横 纵坐标所取的分度比例应该适当 尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸 连线一定要用平滑的曲线 不能画成折线 2 误差分析 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 电流表 电压表的读数带来误差 要严格按照读数规则读数 3 在坐标纸上描点 作图带来操作误差 某课外学习小组想描绘标有 4v 2w 的小灯泡的u i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 电压表应选 滑动变阻器应选 只需填器材前面的字母代号 2 将图 甲 中的实物连接成实验所需的电路 有三根导线已经接好 实验开始时 滑动变阻器的滑片应该置于最 填 左 或 右 端 3 经过正确的操作 测得的数据如下表 请在图 乙 中描点画出小灯泡的u i曲线 4 若某干电池的路端电压u与电流i的关系如图 乙 中图线a所示 那么将本题中的小灯泡接在该干电池的两端时 小灯泡的实际功率是 w 3 u i图线如图 乙 中b所示 4 图 乙 中a b两图线的交点坐标表明 该小灯泡接在该电池两端时 灯泡的电压为u0 2 0v 电流为i0 0 4a 故小灯泡的实际功率为p0 i0u0 0 8w 答案 1 acf 2 3 见规范解答 4 0 8 表格中所列数据是测量小电珠u i关系的实验数据 1 分析表格内实验数据可知 应选用的实验电路图是图中的 选填 甲 或 乙 2 在图丙所示的方格纸内画出小电珠的u i曲线 分析曲线可知小电珠的电阻值随i变大而 选填 变大 变小 或 不变 丙 3 如图丁所示 用一个定值电阻r和两个上述小电珠组成串并联电路 连接到内阻不计 电动势为3v的电源上 已知流过电阻r的电流是流过电珠l2电流的两倍 则流过电珠l1的电流约为 a 丁 解析 1 从表中数据可看出 电珠两端电压可以从零开始调节 这说明滑动变阻器应选用分压接法 故应选用甲图 2 在方格纸上根据u i数据描点 连线 其u i图象如图 随u和i的增大 图线上各点与坐标原点连线的斜率越来越大 故其电阻变大 3 因流过电阻r的电流是流过电珠l2电流的两倍 则流