描绘小灯泡的伏安特性曲线.doc

(描绘小灯泡的伏安特性曲线)自主学习一、电流表内接法和外接法(一)根据R=U/I，测出电阻两端的电压U及电阻中的电流I，即可求出R.(二)电流表外接法，如图（甲）所示.由于 ，电流表测出的电流比R中实际电流要 一些，这样算出的R测 R真.图甲(三)电流表内接法，如图（乙）所示.由于 ，电压表测出的电压比R两端实际电压要 些，这样算出的R测 R真.图乙(四)当Rx Rv时，采用图中所示的电流表 接法；当RX RA时，采用图中所示的电流表 接法.二、滑动变阻器的两种连接方式(一)限流接法，如图(a)所示，变阻器起串联分压作用.这种接法中，变阻器的一个固定端和滑动头连在一起，另一个固定端空着.(三)分压接法，如图(b)所示，在这种接法中，固定端接电源，用电器接在一个固定端和滑动头之间.(三)两种电路的比较1.负载上电压的调节范围不同.设电源的电动势为E，内阻不计，则在图(a)中负载上电压的变化范围为 ，在图(b)中负载上电压变化范围为 ，可见分压接法负载上电压调节范围 .2.使RL获得相同的电压， 接法电源消耗的电能少. 3.下列情况下，要用变阻器的分压接法.(1)当用电器电阻远大于滑动变阻器的全值电阻，且实验要求的电压变化范围较大时.(2)若要求用电器上的电压从0开始连续变化.(3)若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时.三、描绘小灯泡伏安特性曲线(一)由于金属导体的电阻率随温度的升高而_，从而使小电珠的灯丝的电阻随温度的升高而_，因而它的伏安特性线是_(填“直线”或“曲线”).(二)实验器材选择小灯泡(4V,O.7A或3.8V,0.3A)学生电源(46V)滑动变阻器(15,1A)伏特表(0-3V-15V)安培表(0-0.6A-3A)电键、导线(三)电路的选择由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，可采用安培表 .本实验要求小灯泡的电压变化范围较大（从零开始逐渐增大到接近额定电压），因此滑动变阻器应采用 方式的接法.接通电路前，滑动触点应放在 处.本实验的电路图如图所示.（四）实验电路的连接：接线顺序为“先串后并”，具体到本实验：先把电源、开关、滑动变阻器的两个固定接线头连成一个固定电路，再把电流表、灯泡串联起来，并在滑动变阻器的固定接线头和滑动接线头上，最后把电压表并联在灯泡两端.接线时，注意仪表和电源的极性.电表量程选择的原则是：使测量值不超过量程的情况下，指针尽量偏转至3/4量程处.（五）数据的收集与处理合上电键后，移动滑动变阻器的滑动触点，改变小灯泡两端的电压，每改变一次，读出电压值和相应的电流值.可以引导学生设计记录数据的表格.在坐标纸上，将表格中的数据，用描点法画出U-I图线.1. 一个定值电阻，其阻值约在4050之间，现需要测量其阻值.给出的实验器材有：电池组E 电动势9V，内阻约为0.5电压表V 量程010V，内阻20K电流表A1 量程050mA，内阻约为20电流表A2 量程0300mA，内阻约为4滑动变阻器R1，阻值范围0100，额定电流1A滑动变阻器R2，阻值范围01700，额定电流0.3A电键S、导线若干如图所示有两种电路可供选择.测量中为了减小测量误差，实验所用电流表应为 （填代号），滑动变阻器应为 （填代号）.实验中应选用图 所示电路图.甲乙2. 为了做出一只“6.3V、2W”的小灯泡的电流由零到正常发光过程的伏安特性曲线：（1）由下述器材中选择最合适的器材，把序号填在横线空白处.电压表A：（03V，内阻1k） 电压表B：（015V，内阻5k）电流表A：（00.6A,内阻0.5） 电流表B：（03A，内阻0.1）滑线变阻器A：（020，允许最大电流2A）滑线变阻器B：（0-1k，允许最大电流0.1A）蓄电池A：（4V，0.5） 蓄电池B：（8V，1.0）则电源选 ，电压表选 ，电流表选 ，滑线变阻器选 .（2）设计该实验的最佳电路图，请画在框内.合作学习题型一：伏安法测电阻原理应用【例1】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IU关系曲线图（1）为了通过测量得到图1所示IU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0100 ）（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R1250由热敏电阻的IU关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻R2的阻值为_【解析】 2 ；理由：从IU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（111.6112.0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IU曲线上，34mA对应的电压大约为5.2V；热敏电阻Rt= 5.2 /0.034 =152.9W, Rt+R2 = 9/0.034 =264.7W，所以R2 111.8W 热敏温度计（提出其它实例，只要合理就给分）【变式1-1】欲用伏安法测定一个阻值约12的电阻，要求测量结果尽量准确，下列器材中应选用的是 ，画出应采用的电路图.A电池组(6V，内阻很小)； B电流表(03A，内阻0.0125)；C电流表(00.6A，内阻0.125)； D电压表(03V，内阻3k)；E电压表(06V，内阻6k)； F滑动变阻器(020，1A)；G滑动变阻器(0200，0.3A)；H电键、导线.【变式1-2】测一个阻值约为25k电阻，备有下列器材：A电流表(量程100A，内阻2k)；B电流表(量程600A，内阻300)；C电压表(量程20V，内阻100k)；D电压表(量程50V，内阻500k)；E直流稳压电源(15V，允许最大电流1A)；F滑动变阻器(最大电阻1k，额定功率1W)；G导线若干；电流表应选 ，电压表应选 .画出测量RX的原理图.题型二、灯泡伏安特性曲线的描绘【例3】表格中所列数据是测量小灯泡UI关系的实验数据：U/(V)0.00.20.51.0I/(A)0.0000.0500.1000.150U/(V)1.52.02.53.0I/(A)0.1800.1950.2050.215分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图 （填“甲”或“乙”）在方格纸内画出小灯泡的UI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”）如图丙所示，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电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为_A.【解析】由小灯泡 UI关系的实验数据可得，电路中灯泡两端的电压可调为0，只有甲电路具有此功能，而乙图的电路不具此功能。故确定实验电路为甲。UI曲线如右图所示，由所做出的UI曲线知，曲线上各点与原点连线的斜率越来越大，说明灯泡的电阻越来越大。设b中的电流为I，依题意知a中的电流为3I，由，及，可估计。从曲线上得此时。【变式2-1】某同学用常规器材研究标有“3.8 V,0.3 A”字样的小灯泡两端的电压和通过它的电流的关系,先选择合理的电路再正确连线,闭合开关后进行实验,得到的数据如下表所示:根据这些数据:(1)在图中画出实验电路图(图中的电源和开关已经画好).(2)在图坐标