高三实验复习：描绘小灯泡的伏安特性曲线.ppt

高三实验复习 描绘小灯泡的伏安特性曲线 一 实验目的及教学目标1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2 分析曲线的变化规律并得出结论 3 能根据题目给出的实验数据 正确描出实验曲线 并由此计算相关物理量 能正确选择适的仪表和器材 选择适的量程和进行正确的实物连路 4 能处理相关的拓展性的实验课题 能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小 二 实验原理在纯电阻电路中 电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系 但在实际电路中 由于各种因素的影响 u i图像不再是一条直线 读出若干组小灯泡的电压u和电流i 然后在坐标纸上以u为纵轴 以i为横轴画出u i曲线 三 实验器材小灯泡 4v 6v学生电源 滑动变阻器 电压表 电流表 开关和导线若干 四 实验步骤1 适当选择电流表 电压表的量程 采用电流表的外接法 按图中所示的原理电路图连接好实验电路图 2 滑动变阻器采用分压接法 把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的a端 电路经检查无误后 闭合电键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 断开电键s 4 在坐标纸上建立一个直角坐标系 纵轴表示电流i 横轴表示电压u 用平滑曲线将各点连接起来 便得到伏安特性曲线 5 拆去实验线路 整理好实验器材 五 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外接法 3 电键闭合后 调节变阻器滑片的位置 使小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 电键闭合前变阻器滑片移到图中的a端 5 坐标纸上建立坐标系 横坐标所取的分度例应该适当 尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸 连线一定用平滑的曲线 不能画成折线 六 误差分析1 测量电路存在系统误差 未考虑电压表的分流 造成测得的i值比真实值偏大 2 描绘i u线时作图不准确造成的偶然误差 七 实验电路图 例1 03上海 如图所示中的图1为某一热敏电阻 电阻值随温度的改变而改变 且对温度很敏感 的i u关系曲线图 1 为了通过测量得到图1所示i u关系的完整曲线 在图2 图3两个电路中应选择的是图 简要说明理由 电源电动势为9v 内阻不计 滑线变阻器的阻值为0 100 2 在图4电路中 电源电压恒为9v 电流表读数为70ma 定值电阻r1 250 由热敏电阻的i u关系曲线可知 热敏电阻两端的电压为v 电阻r2的阻值为 举出一个可以应用热敏电阻的例子 解 2 理由 从i u图象看 电流与电压均从零值开始 图2中的电压可以从0调到所需的电压 调节范围较大 或图3中不能测量0值附近的数据 5 2 111 8 111 6 112 0均可为正确 分析与计算 r1支路电流为i1 u r1 36ma r2支路电流为34ma 在i u曲线上 34ma对应的电压大约为5 2v 热敏电阻rt 5 2 0 034 152 9 rt r2 9 0 034 264 7 所以r2 111 8 热敏温度计 提出其它实例 只要合理就给分 例2 为了测定和描绘 220 40 白炽电灯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 绕在闭合的环形铁心上 输入端接在 交流电源的火线与零线间 输出端有一个滑动触头 移动它的位置 就可以使输出电压在 250 之间连续变化 左图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 导线等实验器材 1 在左图中完成实验电路图 2 说明按你的实验电路图进行测量 如果电表内阻的影响不能忽略 在电压较高段与电压较低段相比较 哪段的误差更大 为什么 3 如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如右图所示 试根据图线确定 把两个完全相同的 220 40 白炽电灯串联在220 交流电源的火线与零线间 这两只电灯消耗的总电功率是多大 解 如图所示 开关应安在火线一边 否则应适当扣分 火线与公共端相连的可不扣分 电流表外接与内接都可以 本题电源输出电压可调 因此用不着滑动变阻器 如果采用电流表外接的 电压较高段误差更大 因为电压越高 灯丝电阻越大 由于电压表分流而造成的误差越大 如果采用电流表内接的 电压较低段误差更大 因为电压越小 灯丝电阻越小 由于电流表分压造成的误差越大 3 两个相同电灯串联在电路中 每个灯两端的电压都是110v 在图像上找到电压为110v时的电流值是0 22a 每一个灯消耗的功率约为24w 两灯消耗的总功率为48w 因此答案为48w 1w 例3 04上海 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究这一现象 用实验得到如下数据 i和u分别表示小灯泡上的电流和电压 1 在左下框中画出实验电路图 可用的器材有 电压表 电流表 滑线变阻器 变化范围0 10 电源 小灯泡 电键 导线若干 2 在右图中画出小煤泡的u i曲线 3 如果某一电池的电动势是1 5v 内阻是2 0 问 将本题中的灯泡接在该电池两端 小灯泡的实际功率是多少 简要写出求解