物理高考大一轮复习课件第七章恒定电流第4讲实验八描述小电珠的伏安特性曲线

1、实验目的 1.描绘小电珠的伏安特性曲线。,2.分析伏安特性曲线的变化规律。 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I-U坐标系中描出各数值对应点,用一条平滑的曲线将这些点连接起来。,2.电流表外接:因为小电珠电阻很小,如果电流表内接,误差明显较大。 滑动变阻器采用分压式:使电压能从0开始连续变化。,3.滑动变阻器的限流接法和分压接法 (1)两种接法比较,(2)限流电路、分压电路的选择原则 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)。

2、若被测电阻R很小,限流式中滑动变阻器能分得的最大电压很大,故调节范围也就越大。若被测电阻R很大,分压式中R几乎不影响电压的分配,触头移动时,电压变化接近线性关系,便于调节。 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,则必须选用分压式。 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,变阻器的滑动触头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,应改用分压式电路。 若实验中要求电压从零开始连续可调,则必须采用分压式电路。 两种电路均可使用的情况下,应优

3、先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、耗能低。 实验器材 小电珠(“4 V,0.7 A”或“3.8 V,0.3 A”)、46 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。,实验步骤 1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按如图所示的原理图连接好实验电路。,2.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端,接线经检查无误后,闭合开关S。,3.移动滑动变阻器滑片位置,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中,断开开关S。,4.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,建立坐标系。在坐标纸上描出各组数据所对应的点。将描出的点用平滑

4、的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线。,5.拆除电路、整理仪器。,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,使电流表的测量值大于真实值。,误差分析,2.测量时读数带来误差。,3.在坐标纸上描点、作图带来误差。 注意事项,1.本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法。,2.本实验要作出I-U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中的a端。,4.加在小电珠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

5、图线两侧,绝对不要画成折线。,1.某同学用两种导电元件分别研究它们的导电性质,他根据实验中所测的数据,分别绘制了I-U图线,如图所示,下列判断正确的是() A.只有图甲正确 B.只有图乙正确 C.图甲、乙都可能正确 D.图甲、乙都一定不正确 答案C图甲说明该导电元件随着温度的升高电阻不发生变化,这是可 能的。图乙的斜率越来越小,说明该导电元件的电阻随着温度的升高越来越大,这也是可能的。,2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材: A.小灯泡(3.8 V,1.5 W) B.直流电源(电动势4.5 V,内阻约0.4 ) C.电流表(量程0500 mA,内阻约0.5 ) D.电压表(量

6、程05 V,内阻约5 000 ) E.滑动变阻器R1(05 ,额定电流2 A) F.滑动变阻器R2(050 ,额定电流1 A) G.开关一个,导线若干 如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的,应选用的滑动变阻器是。,答案丙R1(或E) 解析考查电流表内、外接法的选择,滑动变阻器限流、分压电路的选 择。由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量,所以滑动变阻器应选用分压式接法,分压式接法适用于测量较大阻值电阻(与滑动变阻器,的总电阻相比),由于R1,所以电流表应该选用外接法。,3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,除有一标有“6 V,1.5 W”的小灯泡、

7、导线和开关外,还有: A.直流电源6 V(内阻不计) B.直流电流表03 A(内阻0.1 以下) C.直流电流表0300 mA(内阻约为5 ) D.直流电压表010 V(内阻约为15 k) E.滑动变阻器(10 ,2 A) F.滑动变阻器(1 k,0.5 A) 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。 (1)实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用(均用序号表示)。,(2)在方框内画出实验电路图。 (3)试将图中所示器材连成实验电路。,(3)实物图连线如图所示,答案(1)CE(2)实验电路图如图所示,解析由I额= A=250 mA,故电流表应选C。因要求电压从零开始变化, 滑动变阻器

8、用分压接法,应选小阻值的E。,4.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示方式连接好电路,电路中所有元件都完好,且电压表和电流表已调零。闭合开关后:,(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度虽能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是导线断路。,(2)某同学测出电源和小电珠的U-I图线如图所示,将小电珠和电阻R串联后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A,则R=。 (3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图(a)、(b)、(c)所示,下列说法正确的是() A.a可以作为标准电阻使用 B.b能作为标准电阻使用,C.

9、b的阻值随电压升高而增大 D.c的阻值随电压升高而增大,答案(1)g(2)0.8(3)AC 解析(1)若调节滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数 总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g导线断路。 (2)由电源的U-I图线知E=3.0 V,r=1 ,当小电珠与电阻串联后 由闭合电路欧姆定律得E=I(R+r+R灯) 又由小电珠的U-I图线得R灯=1.2 解得R=0.8 (3)因a元件的I-U图线是直线,说明电阻不随电压的变化而变化,故可作为标,准电阻使用,故A对。因I-U图线的斜率倒数的变化表示电阻值的变化,故C对,BD错,选A、C。,实验数据的处理 典例表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系时的实验数据:,(1)分析表内实验数据可知,应选用的实验电路图是(填“甲”或“乙”)。,(2)在方格纸内画出小灯泡的U-I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”)。,(3)如图所示,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3 V的电源上,已知流过电阻R的电流是流过灯泡b的,电流的两倍,则流过灯泡b的电流约为A。,解析(1)由表格数据知,电压表示数的取值范围为03.0 V,故应选用的实 验电路图是图甲。 (2)小灯泡的U-I曲线如图,由U=RI知U-I曲线各点的切线的斜率为小灯泡的电阻,则可知小灯泡的