高中物理 恒定電流 第1部分 第3章 實驗二描繪小燈泡的伏安特性曲線課件 魯科版選修31

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1、實驗二描繪小燈泡的伏安特性曲線理解教材新知把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第3章恒定電流考向一考向二 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?描繪小燈泡的伏安特性曲線，分析曲線的變化規(guī)律。描繪小燈泡的伏安特性曲線，分析曲線的變化規(guī)律。 二、實驗原理二、實驗原理 (1) (1)金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大，從而使金金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大，從而使金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，因此小燈泡的伏安特性屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，因此小燈泡的伏安特性曲線不是一條直線。測出若干組小燈泡兩端的電壓曲線不是一條直線。測出若干組小燈泡兩端的電壓U U和電流和電流I I值，然后在坐標(biāo)紙上以值，然后在坐標(biāo)紙上以I

2、 I為縱軸、為縱軸、U U為橫軸畫出為橫軸畫出I IU U曲線。曲線。圖實圖實2 21 1 (2) (2)實驗電路如圖實實驗電路如圖實2 21 1所示，所示，小燈泡的電阻很小，故電流表采用外小燈泡的電阻很小，故電流表采用外接；應(yīng)使電壓能從接；應(yīng)使電壓能從0 0開始連續(xù)變化，開始連續(xù)變化，故滑動變阻器采用分壓接法。故滑動變阻器采用分壓接法。 三、實驗器材三、實驗器材 小燈泡、小燈泡、4 46 V6 V學(xué)生電源、滑動變阻器、電壓表、電學(xué)生電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙。流表、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙。 四、實驗過程四、實驗過程 1 1實驗步驟實驗步驟 (1) (1)連電路：按圖實連

3、電路：按圖實2 21 1連接電路，且使滑動變阻器連接電路，且使滑動變阻器的觸頭的觸頭P P滑動至滑動至A A端。端。 (2) (2)測數(shù)據(jù)：閉合開關(guān)，逐漸使測數(shù)據(jù)：閉合開關(guān)，逐漸使P P向向B B端移動，記錄不同端移動，記錄不同狀態(tài)時的電壓表、電流表示數(shù)，取狀態(tài)時的電壓表、電流表示數(shù)，取1212組，而后拆除電路。組，而后拆除電路。2 2數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(1)(1)列表格：將記錄的列表格：將記錄的1212組組U U、I I值記錄在表格中值記錄在表格中實驗次數(shù)實驗次數(shù)123456UI實驗次數(shù)實驗次數(shù)789101112UI (2) (2)描曲線：在如圖實描曲線：在如圖實2 22 2所示坐標(biāo)紙上以電流

4、所示坐標(biāo)紙上以電流I I為為縱軸、電壓縱軸、電壓U U為橫軸建立直角坐標(biāo)系，描點繪出為橫軸建立直角坐標(biāo)系，描點繪出I IU U曲線。曲線。圖實圖實2 22 2 (3) (3)析規(guī)律：分析曲線變化規(guī)律，分析曲線不為直線析規(guī)律：分析曲線變化規(guī)律，分析曲線不為直線的原因。的原因。 五、誤差分析五、誤差分析 (1) (1)測量電路存在系統(tǒng)誤差，未考慮電壓表的分流，測量電路存在系統(tǒng)誤差，未考慮電壓表的分流，造成測得的造成測得的I I值比真實值偏大；值比真實值偏大； (2) (2)測量時讀數(shù)不準(zhǔn)，描繪測量時讀數(shù)不準(zhǔn)，描繪I IU U圖線時作圖不準(zhǔn)確造圖線時作圖不準(zhǔn)確造成的偶然誤差。成的偶然誤差。 六、注意

5、事項六、注意事項 (1) (1)因本實驗要作出因本實驗要作出I IU U圖線，要求測出一組包括零圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此，變阻器要采用分壓接法。在內(nèi)的電壓、電流值，因此，變阻器要采用分壓接法。 (3) (3)開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐漸增大，可在電壓表讀數(shù)每增加一個定值壓逐漸增大，可在電壓表讀數(shù)每增加一個定值( (如如0.5 V)0.5 V)時，時，讀取一次電流值；調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要讀取一次電流值；調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓。超過小燈泡的額定電壓。 (4) (4

6、)開關(guān)閉合前，變阻器滑片移到使小燈泡分得電壓為開關(guān)閉合前，變阻器滑片移到使小燈泡分得電壓為零處；零處； (5) (5)在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，橫縱坐標(biāo)所取的分度比例在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，橫縱坐標(biāo)所取的分度比例應(yīng)該適當(dāng)，盡量使測量數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標(biāo)紙。連線應(yīng)該適當(dāng)，盡量使測量數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標(biāo)紙。連線一定要用平滑的曲線，不能畫成折線。一定要用平滑的曲線，不能畫成折線。 例例11有一燈泡上標(biāo)有有一燈泡上標(biāo)有“6 V“6 V、0.1 A”0.1 A”字樣，現(xiàn)字樣，現(xiàn)要測量該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材供選用：要測量該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材供選用： A A電壓表電壓表(0(05 V5

7、V，內(nèi)阻，內(nèi)阻2.0 k)2.0 k) B B電壓表電壓表(0(010 V10 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 3.0 k) 3.0 k) C C電流表電流表(0(00.3 A0.3 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻2.0 )2.0 ) D D電流表電流表(0(06 A6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻1.5 )1.5 ) E E滑動變阻器滑動變阻器(30 (30 ，2 A)2 A) F F滑動變阻器滑動變阻器(100 (100 ， 0.5 A) 0.5 A) G G學(xué)生電源學(xué)生電源( (直流直流9 V)9 V)及開關(guān)、導(dǎo)線等及開關(guān)、導(dǎo)線等 (1) (1)實驗中所用的電壓表應(yīng)選實驗中所用的電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選，電流表應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選

8、，滑動變阻器應(yīng)選 _ _。 (2) (2)畫出實驗電路圖，要求電壓從畫出實驗電路圖，要求電壓從0 V0 V開始測量。開始測量。 答案答案 (1)B(1)BC CE E(2)(2)見解析圖見解析圖 例例22某同學(xué)在研究標(biāo)有某同學(xué)在研究標(biāo)有“3 V“3 V、0.3 A”0.3 A”字樣的字樣的小燈泡的伏安特性曲線的實驗中得到一組小燈泡的伏安特性曲線的實驗中得到一組U U和和I I的數(shù)據(jù)：的數(shù)據(jù)：編號編號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.020 0.060 0.100 0.140 0.1700.1900.2000.205(1)(1)在方框

9、內(nèi)畫出實驗電路圖。在方框內(nèi)畫出實驗電路圖。(2)(2)在圖中的方格紙內(nèi)畫出在圖中的方格紙內(nèi)畫出I IU U圖線。圖線。圖實圖實2 23 3 (3) (3)根據(jù)根據(jù)I IU U圖線分析小燈泡的電阻隨溫度升圖線分析小燈泡的電阻隨溫度升高而高而_。 (4) (4)小燈泡工作電壓為小燈泡工作電壓為3 V3 V時，測得實際電功率時，測得實際電功率為為_ W_ W。 解析解析 (1)(1)描繪元件的伏安特性曲線，滑動變阻器描繪元件的伏安特性曲線，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，由實驗數(shù)據(jù)知小燈泡的電阻為應(yīng)采用分壓接法，由實驗數(shù)據(jù)知小燈泡的電阻為10 10 左左右，故電流表應(yīng)外接。實驗電路如圖所示。右，故電流表應(yīng)外接。實驗電路如圖所示。(2)(2)描點連線之后描點連線之后I IU U圖線如圖所示。圖線如圖所示。 (3) (3)由所繪圖像知，曲線的斜率減小，故電阻增由所繪圖像知，曲線的斜率減小，故電阻增大，電阻率增大；大，電阻率增大； (4) (4)U U3.00 V3.00 V時時I I0.205 A0.205 A，故功率為，故功率為0.615 W0.615 W或或0.62 W0.62 W。 答案答案 (1)(1)見解析見解析(2)(2)見解析見解析(3)(3)增大增大(4)0.615(4)0.615(或或0.62)0.62)