高考物理 实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线复习课件 沪科版.ppt

实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线 过程分析导引 实验典例精析 知能优化演练 实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线 知识要点归纳 知识要点归纳 实验目的1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2 分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律 实验原理用电流表测出流过小灯泡的电流 用电压表测出小灯泡两端的电压 测出多组 u i 值后 在u i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 就得到小灯泡的伏安特性曲线 实验器材小灯泡 4v 6v学生电源 滑动变阻器 电压表 电流表 开关 导线若干 过程分析导引 一 实验步骤1 连接电路 将小灯泡 电流表 电压表 滑动变阻器 电源 开关用导线连接成如图7 4 1所示的电路 图7 4 1 2 测出小灯泡在不同电压下的电流 移动滑动变阻器的触头位置 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 3 画出伏安特性曲线 1 在坐标纸上以u为横轴 以i为纵轴 建立坐标系 2 在坐标纸上描出各组数据所对应的点 坐标系纵轴和横轴的标度要适中 以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜 3 将描出的点用平滑的曲线连结起来 就得到小灯泡的伏安特性曲线 4 拆除电路 整理仪器 二 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 则电流表示数偏大 2 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 三 注意事项1 本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小 因此测量电路必须采用电流表外接法 2 本实验要作出u i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7 4 1中的b端 4 加在小灯泡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 四 改进设想 尽量选择满足实验条件的更精密的电表 测量数值尽量多 由于人工读数和绘制伏安特性曲线时存在较大误差 故可采用 dis 数字化实验系统来进行数据的采集和处理 如图7 4 2所示 电流和电压均可由传感器测出 并能得到尽可能多的连续的且差距不太大的数据 然后输入电脑 由电脑对数据进行分析 对偏差很大的数据进行自动取舍 再进行绘图 便得到小灯泡的伏安特性曲线 图7 4 2 实验典例精析 2010年高考浙江卷 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 某同学测得电流 电压的数据如下表所示 1 用上表数据描绘电压随电流的变化曲线 2 为了探究灯丝电阻与温度的关系 已作出电阻随电流的变化曲线如图7 4 3所示 请指出图线的特征 并解释形成的原因 图7 4 3 解析 1 依据表中数据 适当选择坐标系做出电压u随电流i变化关系曲线u i图如图7 4 4所示 图7 4 4 答案 见解析 为了测定和描绘一只标有 220v 40w 的白炽灯丝的伏安特性曲线 可以利用调压变压器供电 调压变压器是一种自耦变压器 它只有一组线圈l 绕在闭合的环形铁芯上 输入端接在220v交流电源的火线和零线间 输出端有一个滑动触头p 移动它的位置 就可以使输出电压在0 250v之间连续变化 如图7 4 5中画出的是调压变压器的电路图符号 实验室内备有交流电压表 交流电流表 滑动变阻器 开关 导线等实验必备器材 1 在图7 4 5中完成实验电路图 要求在额定电压下测得的数据误差尽量小 图7 4 5 2 说明按你的实验电路进行测量时 在电压较高段与电压较低段进行比较 哪段的系统误差较大 为什么 3 如果根据测量结果作出的该灯泡的伏安特性曲线如图7 4 6所示 试根据图线确定 把两只完全相同的 220v 40w 的白炽灯串联接在220v交流电源的火线和零线间时 两只灯所消耗的总功率是多大 图7 4 6 解析 1 该设计是 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验知识的迁移和拓展 将变压器接入电路 开关接火线 采用伏安法测出u i值 安培表内接 2 在电压较低段误差大 因为电压低时灯泡消耗的实际功率小 灯丝温度低 电阻小 对内接法而言 安培表的分压大 系统误差大 3 两只白炽灯串联后分压各为110v 由灯泡的伏安特性曲线可读出此时的工作电流约为0 15a 故p 0 15 110 2w