《高考物理总复习 第7章 恒定电流 实验九 测绘小灯泡的伏安特性曲线课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习 第7章 恒定电流 实验九 测绘小灯泡的伏安特性曲线课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验九测绘小灯泡的伏安特性曲线实验九测绘小灯泡的伏安特性曲线(学考学考)考考纲纲解解读读(1)会会测测绘绘小小灯灯泡泡的的伏伏安安特特性性曲曲线线。(2)会会分分析析小小灯灯泡泡伏安特性曲线的变化规律。伏安特性曲线的变化规律。注意事项注意事项1.电电流流表表外外接接法法：本本实实验验中中被被测测小小灯灯泡泡灯灯丝丝的的电电阻阻值值较较小小，因因此此测量电路必须采用电流表外接法。测量电路必须采用电流表外接法。2.滑动变阻器应采用分压式连接滑动变阻器应采用分压式连接本本实实验验要要作作出出IU图图线线，要要求求测测出出一一组组包包括括零零在在内内的的电电流流、电电压压值值，故控制电路必须采用分压接
2、法。故控制电路必须采用分压接法。3.保保护护元元件件安安全全：为为保保护护元元件件不不被被烧烧毁毁，开开关关闭闭合合前前变变阻阻器器滑滑片片应位于图中的应位于图中的a端。加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压。端。加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压。误差分析误差分析1.由由于于电电压压表表不不是是理理想想电电表表，内内阻阻并并非非无无穷穷大大，对对电电路路的的影影响响会会带带来来误误差差，电电流流表表外外接接，由由于于电电压压表表的的分分流流，使使测测得得的的电电流流值值大于真实值。大于真实值。2.测量时读数带来误差。测量时读数带来误差。3.在坐标纸上描点、作图带来误差。在坐标纸上描点、作
3、图带来误差。1.实验器材的选择实验器材的选择(1)原则：原则：安全；安全；准确；准确；操作方便。操作方便。(2)具体要求：具体要求：电电源源允允许许的的最最大大电电流流不不小小于于电电路路中中的的实实际际最最大大电电流流。干干电电池池中电流一般不允许超过中电流一般不允许超过0.6 A。用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 以上。以上。从从便便于于操操作作
4、来来考考虑虑，限限流流式式接接法法要要选选用用与与待待测测电电阻阻相相近近的的滑滑动变阻器，分压式接法要选用小阻值滑动变阻器。动变阻器，分压式接法要选用小阻值滑动变阻器。考点一实验原理及基本操作考点一实验原理及基本操作2.电流表、电压表测电阻两种方法的比较选择电流表、电压表测电阻两种方法的比较选择电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值适用条件RARxRVRx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)3.滑动变阻器两种接法的比较滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同
5、负载R上电压调节范围0UE分压电路调节范围大负载R上电流调节范围分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件1.图图为为“测测绘绘小小灯灯泡泡伏伏安安特特性性曲曲线线”实实验验的的实实物物电电路路图图，已已知知小灯泡额定电压为小灯泡额定电压为2.5 V。(1)完成下列实验步骤：完成下列实验步骤：闭闭合合开开关关前前，调调节节滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片，使使它它靠靠近近滑滑动动变变阻阻器器_(填填“左端左端”或或“右端右端”)的接线柱；的接线柱；闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，_；断开开关，断开开关，根据实验数据作出小灯泡灯丝的
6、伏安特性曲线。根据实验数据作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。解解析析(1)滑滑动动变变阻阻器器为为分分压压式式接接法法，故故闭闭合合开开关关前前，小小灯灯泡泡两两端端的的电电压压为为零零，调调节节滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片，使使它它靠靠近近滑滑动动变变阻阻器器左左端端的的接接线线柱柱。闭闭合合开开关关后后，逐逐渐渐移移动动滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片，增增加加小小灯灯泡泡两两端端的的电电压压，记记录录电电流流表表和和电电压压表表的的多多组组读读数数，直直至至电电压压达达到到额定电压。额定电压。(2)与实物电
7、路相应的电路图如图所示。与实物电路相应的电路图如图所示。答案答案(1)左端左端增加小灯泡两端增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组的电压，记录电流表和电压表的多组数据，直至电压达到其额定电压。数据，直至电压达到其额定电压。 (2)见解析图见解析图2.以下是以下是“测绘小灯泡的伏安特性曲线测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤：实验的操作步骤：A.闭闭合合开开关关，调调节节滑滑片片位位置置，记记下下每每次次调调节节时时电电流流表表、电电压压表表的一组示数的一组示数I、U，测出若干组数据。，测出若干组数据。B.将电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、将电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、电
8、源、开关正确连接成电路，滑动变阻器采用电源、开关正确连接成电路，滑动变阻器采用分压式接法，如图所示。分压式接法，如图所示。C.调节滑片，使闭合开关前滑片处于滑动变阻调节滑片，使闭合开关前滑片处于滑动变阻器的最左端。器的最左端。D.按按所所测测数数据据，在在坐坐标标纸纸上上描描点点并并将将各各点点用用直直线线段段连连接接起起来来，得出小灯泡的伏安特性曲线。得出小灯泡的伏安特性曲线。(1)以上各步骤中存在错误或不足的是以上各步骤中存在错误或不足的是_。应如何改正？。应如何改正？_。(2)将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来_。答案答案(1)D应将各点用平滑的
9、曲线连接起来应将各点用平滑的曲线连接起来(2)BCAD1.电学实验电路设计的思路与方法电学实验电路设计的思路与方法(1)首首先先应应明明确确题题目目的的要要求求，看看清清题题目目要要求求测测定定什什么么物物理理量量，验验证证、探探究究什什么么物物理理规规律律，或或要要求求设设计计达达到到何何种种标标准准的的电电路路等等。其其设计原则是：安全、方便、经济。设计原则是：安全、方便、经济。(2)测量电路的选择。测量电路的选择。(3)控制电路的选择。控制电路的选择。考点二电路设计、实物连线及数据处理考点二电路设计、实物连线及数据处理下列情况下滑动变阻器应采用分压接法下列情况下滑动变阻器应采用分压接法题
10、设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够。题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够。题题设设条条件件中中的的滑滑动动变变阻阻器器的的最最大大阻阻值值远远小小于于被被测测电电阻阻或或电电路路中串联的其他电阻的阻值。中串联的其他电阻的阻值。题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化。题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化。2.实物连线的原则实物连线的原则(1)先串后并，接线到柱，注意量程和正负。先串后并，接线到柱，注意量程和正负。(2)对对限限流流电电路路，用用笔笔画画线线代代替替导导线线，从从电电源源正正极极开开始始，把把电电源源、开开关关、滑滑动动变变阻阻
11、器器、“伏伏安安法法”四四部部分分依依次次串串联联起起来来即即可可(注注意意电电表表的的正正负负接接线线柱柱和和量量程程，滑滑动动变变阻阻器器应应调调到到阻阻值最大处值最大处)。(3)对对分分压压电电路路，应应该该先先把把电电源源、开开关关和和滑滑动动变变阻阻器器的的全全部部电电阻阻丝丝三三部部分分用用导导线线连连接接起起来来，然然后后在在滑滑动动变变阻阻器器电电阻阻丝丝两两端端之之中中任任选选一一个个接接头头，比比较较该该接接头头和和滑滑动动触触头头两两点点的的电电势势高高低低，根根据据“伏伏安安法法”部部分分电电表表正正负负接接线线柱柱的的情情况况，将将“伏伏安安法法”部分接入该两点。部分
12、接入该两点。3.实验结果与数据分析实验结果与数据分析(1)结结果果：描描绘绘出出的的小小灯灯泡泡灯灯丝丝的的伏伏安安特特性性曲曲线线不不是是直直线线，而是向横轴弯曲的曲线。而是向横轴弯曲的曲线。(2)分分析析：曲曲线线向向横横轴轴弯弯曲曲，即即斜斜率率变变小小，电电阻阻变变大大，说说明明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大。小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大。1.某某学学习习小小组组要要描描绘绘一一个个标标有有“3.6 V，1.2 W”的的小小灯灯泡泡的的伏伏安安特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：直流电源直流电源E(电动势电动势4.5
13、 V，内阻不计，内阻不计)电压表电压表V(量程量程5 V，内阻约为，内阻约为5 k)电流表电流表A1(量程量程350 mA，内阻约为，内阻约为1 )电流表电流表A2(量程量程150 mA，内阻约为，内阻约为2 )滑动变阻器滑动变阻器R1(阻值阻值0200 )滑动变阻器滑动变阻器R2(阻值阻值010 )(1)实实验验中中电电流流表表应应选选，滑滑动动变变阻阻器器应应选选；(填写器材代号填写器材代号)(2)如图所示，以下的四个电路中应选用如图所示，以下的四个电路中应选用 进行实验。进行实验。答案答案(1)A1R2(2)A2.用用下下列列器器材材组组装装成成描描绘绘电电阻阻R0伏伏安安特特性性曲曲线
14、线的的电电路路，请请将将如如图图所示实物连线成为实验电路。所示实物连线成为实验电路。微安表微安表A(量程量程200 A，内阻约，内阻约200 )；电压表电压表V(量程量程3 V，内阻约，内阻约10 k)；电阻电阻R0(阻值约阻值约20 k)；滑动变阻器滑动变阻器R(最大阻值最大阻值50 ，额定电流，额定电流1 A)；电池组电池组E(电动势电动势3 V，内阻不计，内阻不计)；开关开关S及导线若干。及导线若干。答案答案见解析见解析A.电压表电压表V(量程量程3 V，内阻约，内阻约3 k)B.电流表电流表A1(量程量程150 mA，内阻约，内阻约2 )C.电流表电流表A2(量程量程500 mA，内组
15、约，内组约0.6 )D.滑动变阻器滑动变阻器R1(020 )E.滑动变阻器滑动变阻器R2(0100 )F.电源电源E(电动势电动势4.0 V，内阻不计，内阻不计)G.开关开关S和导线若干和导线若干H.待测灯泡待测灯泡L(额定功率额定功率0.75 W，额定电压未知，额定电压未知)(1)在在下下面面所所给给的的虚虚线线框框中中画画出出他他们们进进行行实实验验的的电电路路原原理理图图，指指出出上上述述器器材材中中，电电流流表表选选择择(填填“A1”或或“A2”)；滑滑动动变变阻阻器选择器选择(填填“R1”或或“R2”)。(2)在在实实验验过过程程中中，该该同同学学将将灯灯泡泡两两端端的的电电压压由由
16、零零缓缓慢慢地地增增加加，当当电电压压达达到到1.23 V时时，发发现现灯灯泡泡亮亮度度很很暗暗，当当达达到到2.70 V时时，发发现现灯灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下面表格中。泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下面表格中。次数1234567U/V 0.20 0.60 1.00 1.401.802.20 2.70I/mA80155195227255 279310请你根据实验数据在图中作出灯泡的请你根据实验数据在图中作出灯泡的UI图线。图线。(3)由由图图象象得得出出该该灯灯泡泡的的额额定定电电压压应应为为_V；这这一一结结果果大大于于1.23 V，其原因是，其原因是
17、_。解析解析(1)根据根据PI2R，估算灯泡的电流大约，估算灯泡的电流大约是是600 mA，因此电流表应选，因此电流表应选A2；本实验要描；本实验要描绘出灯泡的绘出灯泡的UI图线，需要测量多组数据，图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外；小灯泡电阻不大，电流表应外接；电路图如图所示。接；电路图如图所示。(2)如图所示如图所示(3)由由PUI0.75 W，再再结结合合图图象象可可知知U额额2.60 V；大大于于1.23 V的的原原因因是是由由于于灯灯泡泡冷冷态态电电阻阻小小于于正正常常工工作作时时的的电电阻阻(或或灯灯泡泡电电阻阻随随温度升高而变大温度升高而变大)。答案答案(1)电路原理图见解析图电路原理图见解析图A2R1(2)见解析图见解析图(3)2.60(2.502.60)灯灯泡泡冷冷态态电电阻阻小小于于正正常常工工作作时时的的电电阻阻(或或灯灯泡泡电阻随温度升高而变大电阻随温度升高而变大)
