第二章特别策划(一)实验描绘小电珠的伏安特性曲线

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,特别策划(一),实验：描绘小电珠的伏安特性曲线,1描绘小电珠的伏安特性曲线时，用_测出流,过小灯泡的电流，用_测出小灯泡两端的电压，测,出多组,(,I,，,U,)值，在,I,U,坐标系中描出各对应点，用一条平滑,曲线将这些点连接起来，就可以得到小灯泡的伏安特性曲线,2小灯泡“3.8 V 0.3 A”的电阻很小，当它与电流表(量,程为 0.6 A)_时，电流表的分压影响很大，故为了准确,地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，电流表应采用_接法；,为使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用,_接法,电压表,串联,电流表,外,分压式,3 ,如,如图T1,1,所,所示：,当,当电流,表,表接3 A,量,量程,时,时，读,数,数是,_，,电,电压表,接,接 15 V,量,量程,时,时读数,是,是_,图 T1,1,解析：,0,3 A,挡电流,表,表的最,小,小刻度,值,值为,0.1A,，估读,到,到,0.1A,，,故图中,读,读数为,1.72 A,；,0,15V,电压表,的,的最小,刻,刻度值,为,为,0.5V,，,图中读,数,数为,10.8 V.,1.72 A,10.8 V,4选,项,项所列,的,的四个,图,图象中,，,，能正,确,确地表,示,示小电,珠,珠,U,、,I,之,间的函,数,数关系,的,的是(,),C,解析：,此图象,描,描述,I,随,U,变化的,规,规律，,由,由于金,属,属导体,的,的电,阻率随,温,温度的,升,升高而,增,增大，,从,从而使,小,小电珠,灯,灯丝的,电,电阻随,温,温度的,升高而,增,增大，,因,因而它,的,的伏安,特,特性线,是,是曲线,，,，由欧,姆,姆定律,知,知,U,越,大，,I,越大，,温,温度越,高,高，对,应,应的电,阻,阻越大,，,，选,C.,描绘小电珠,的,的伏安特性,曲,曲线,【实验目的,】,】,(1)练习,电,电压表、电,流,流表、滑动,变,变阻器的使,用,用,(2)描绘,小,小灯泡的伏,安,安特性曲线,并,并分析其变,化,化规律,(3)学会,利,利用图象处,理,理实验数据,【实验原理,】,】,(1)原理,图,图：如图T12,所,所示,(2)原理,：,：用电流表,测,测出流过小,灯,灯泡的电流,，,，用电压表,测,测出,小灯泡两端,的,的电压，测,出,出多组(,I,，,U,)值，在,I,U,坐标系中描,出,出,各对应点，,用,用一条平滑,曲,曲线将这些,点,点连接起来,，,，就可以得,到,到小,灯泡的伏安,特,特性曲线,图 T12,【实验器材,】,】,小灯泡、4,6 V,学,学生电源、,滑,滑,动变阻器、,电,电压表、电,流,流表、,导线若干、,开,开关,【实验步骤,】,】,(1)连接,电,电路：将小,电,电珠、电流,表,表、电压表,、,、滑动变阻,器,器、,电源、开关,用,用导线连接,成,成如图 T12 所,示,示电路,(2)测出,小,小电珠在不,同,同电压下的,电,电流,闭合开关S 前，,滑,滑动变阻,器触头应移,到,到最左端,移动滑动,变,变阻器触头,的,的位置，测,出,出多组不同,的,的电压值,U,和电流值,I,，并将测量,数,数据填入表,格,格.,特别提醒,：,：,I,U,图线在,U,0,1.0V,左右将发,生,生明显弯,曲,曲，,故在,U,1.0V 左右,测,测绘点要,密,密，否则,将,将出现很,大,大误差,(3)拆,除,除电路，,整,整理仪器,【数据处,理,理】,(1)在,坐,坐标纸上,以,以,U,为横轴、,以,以,I,为纵轴，,建,建立坐标,系,系,(2)在,坐,坐标纸上,描,描出各组,数,数据所对,应,应的点(,坐,坐标系纵,轴,轴和横,轴的标度,要,要适中，,以,以使所描,图,图线充分,占,占据整个,坐,坐标纸,为宜,),(3)将,描,描出的点,用,用平滑的,曲,曲线连接,起,起来，就,得,得到了小,电,电珠的,伏安特性,曲,曲线,【注意事,项,项】,(1)电,路,路的连接,方,方式,电流表,应,应采用外,接,接法：因,为,为小电珠,的,的电阻较,小,小，与电,流,流,表串联时,，,，电流表,的,的分压影,响,响不能忽,略,略,滑动变,阻,阻器应采,用,用分压式,连,连接：目,的,的是为了,使,使小电珠,两,两,端的电压,能,能从零开,始,始连续变,化,化,(2)滑,片,片位置：,闭,闭合开关S 前,，,，滑动变,阻,阻器触头,应,应移到小,电,珠分得电,压,压为零的,位,位置，使,开,开关闭合,时,时小电珠,电,电压能从,零,零开始,变化，同,时,时也可防,止,止开关刚,闭,闭合时小,电,电珠两端,电,电压过大,而,而烧坏,灯丝,(3)电,流,流表选择0.6A 量,程,程“3.8 V,0.3A”的小,电,电珠，选,用电压表,的,的 15V 量,程,程；“2.5 V,0.6A”的小,电,电珠，则,选,选用电压,表的 3V 量,程,程,(4)保,持,持小电珠,电,电压接近,额,额定值时,要,要缓慢增,加,加，到额,读出,I,后立即断开开关,(5)误差较大的点要舍去，,I,U,图线应是平滑曲线而非折,线,要点 1,实,实验器,材,材的选取,及,及电路的,选,选择,仪器选择,的,的一般顺,序,序是先易,后,后难首,先,先确定出,必,必须使用,而,而,又不必选,择,择的仪器,，,，然后以,其,其为突破,口,口，根据,电,电路要求,和,和电路,计算，选,择,择出电源,、,、滑动变,阻,阻器、电,流,流表、电,压,压表以及,合,合理的,量程待,测,测电阻的,额,额定电流,、,、额定电,压,压(估算,值,值)是选,择,择合适量,程的电流,表,表和电压,表,表的重要,依,依据,【例,1,】,在“,描绘小电珠的伏,安,安特性曲线”实,验,验中，使用,的小电珠为“6V,3 W”，其他,可,可供选择的器材,有,有：,电压表 V,1,(量程 6 V,，,，内阻 20k),电压表 V,2,(量程 20V，内阻 60k),电流表 A,1,(量程 3 A,，,，内阻 0.2,),电流表 A,2,(量程 0.6A，内阻 1,),变阻器,R,1,(01 000 ，0.5A),变阻器,R,2,(020 ,，,，2 A),学生电源,E,(68 V),开关 S 及导,线,线若干,实验中要求电压,表,表在 06V 范围内读取,并,并记录下 12,组,组左,右不同的电压值,U,和对应的电流值,I,，以便作出伏安,特,特性曲线，,在上述器材中,，,， 电流表应选,用,用 _ ， 变,阻,阻器应选用,_在下面的方,框,框中画出实验的,原,原理图,解析：,小灯泡额定电压,为,为,6 V,，额定电流为,0.5 A,，即允许,通过小灯泡的电,流,流最大不超过,0.5 A,，最大电压不超,过,过,6 V在,选择电压表和电,流,流表时，本着安,全,全、精确的原则,，,，安全原则是,量程要大于所测,电,电流或电压值，,精,精确原则是量程,要,要尽量小，量,U,2,6,2,程越小测量越精,确,确，故电流表应,选,选,A,2,，电压表应选,V,1,；滑动变,阻器选取时要本,着,着安全、够用、,调,调节方便的,原则,“,安全”即,流过变阻器的最,大,大电流应小于允,许,许通过的最大电,流,流,“方便,”,即变阻器的总电,阻,阻应接近小灯泡,的,的电阻，本,实验中的小灯泡,在,在正常工作时电,阻,阻为,R,灯,P,3,12 ，,故应选用,R,2,.连接电路时，,变阻器采取分压,式,式，电流表外接,，,，原理如图,T13,所示,图,T1,3,答案：,A,2,R,2,如图 T13,所,所示,【触类旁通】,1一只小灯泡,，,，标有“3 V1.5W”字样现要,描,描绘小灯,泡 03 V,的,的伏安特,性曲线实验器,材,材有：,A最大阻值为10 的滑,动,动变阻器,B电动势为6 V、内阻约,为,为 1.0 ,的,的电源,C量程为 0.6 A、内阻,约,约为 1.0,的电流表 A,1,D量程为 3A、内阻约为0.1 的,电,电流表 A,2,E量程为 3V、内阻约为6 k的电,压,压表 V,1,F量程为 15 V、内阻约,为,为 10 k,的,的电压表 V,2,G开关、导线,若,若干,(1)电压表应,选,选用_；电流表,应,应选用_,(2)在该实验,中,中，设计了如下,图,图所示的四,个电路为了,减,减小,误差，应选取,的,的电路是,_(将选项,代,代号的字母填,在,在横线,上),E,C,C,要点 2 实,物,物图连线,分压电路的实,物,物连接是学习,的,的难点，连线,时,时可先连电源,开关滑动变,阻,阻器两端(阻,值,值最大)，再,连,连接待测电阻,支,支路，最,后将伏特表并,联,联到,R,x,两端连图时,要,要尽量按照电,流,流的流向，先,“串”后“并,”,”，先“干路,”,”后“支路”,，,，同时也要注,意,意电压,表和电流表,接线柱的“,”,”、“”,必,必,须注意以下两,点,点：连,线不能交叉;,必,必须,把线接在接线,柱,柱上,【例,2,】,现在要测量一,只,只额定电压为,U,3 V 的,小,小电珠 L,的,的,额定功率,P,(约为 0.3 W)实,验,验室备有如下,器,器材,：,电流表 A,1,(量程 200 mA，内,阻,阻,r,1,10 ),电流表 A,2,(量程 300 mA，内,阻,阻约为几欧姆),定值电阻,R,(10 ),滑动变阻器,R,1,(0100,，0.5A),电源,E,(,E,5 V，内,阻,阻,r,1 ),单刀开关一个,、,、导线若干,(1)设计出,实,实验电路(画,在,在下面的方框,中,中),图 T14,(2)按(1)中设计的电,路,路图把图 T14 中仪,器,器连接起来,(3)写出主,要,要的操作步骤,：,：,150 mA,，故用,A,1,和,R,解析：,本实验中要测,灯,灯泡电压，但,没,没有电压表，,要,要用电流,表和定值电阻,来,来代替，灯泡,的,的额定电压为,3 V,，则流过电流,表,表,和定值电阻的,电,电流最大值为,I,m,U,R,r,1,答案：,(1),如图,T1,5 所示(2)如图T16 所,示,示,图 T15,图 T16,代替电压表,(3)按设,计,计好的电路图,连,连接好电路，,开,开关 S 闭,合,合前，滑动,变阻器的滑片,P,移至阻值最大,的,的位置,闭合开关S，移动滑片,P,，使电流表A,1,的示数,I,1,U,R,r,1,3,1010,A150mA，使,小电珠正常发,光,光，同时记下,此,此时电流,点评：,电流表和定值,电,电阻,(,电阻箱,),串联可代替电,压,压表，电,压表和定值电,阻,阻,(,电阻箱,),并,并,联,联,可,可,代,代,替,替,电,电,流,流,表,表,表A,2,的,示,示,数,数,I,2,.,断,断,开,开,开,开,关,关S,，,，,拆,拆,除,除,电,电,路,路,，,，,整,整,理,理,仪,仪,器,器,【,触,触,类,类,旁,旁,通,通,】,】,2,如,如,图,图T1,7,所,所,示,示,为,为,用,用,伏,伏,安,安,法,法,测,测,量,一,一,个,个,定,定,值,值,电,电,阻,阻,阻,阻,值,值,的,的,实,实,验,所,所,需,需,的,的,器,器,材,材,实,实,物,物,图,图,，,，,器,器,材,材,规,规,格,格,如,如,下,下,：,：,图T1,7,A,待,待,测,测,电,电,阻,阻,R,x,(,约,约100,),B,直,直,流,流,毫,毫,安,安,表,表(,量,量,程,程0,10mA,，,，,内,内,阻,阻50,),C,直,直,流,流,电,电,压,压,表,表(,量,量,程,程0,3V,，,，,内,内,阻,阻5k,),D,直,直,流,流,电,电,源,源(,输,输,出,出,电,电,压,压4V,，,，,内,内,阻,阻,不,不,计,计),E,滑,滑,动,动,变,变,阻,阻,器,器(,阻,阻,值,值,范,范,围,围0,15,，,，,允,允,许,许,最,最,大,大,电,电,流,流1A),F,开,开,关,关1,个,个,，,，,导,导,线,线,若,若,干,干,条,条,根,据,据,器,器,材,材,的,的,规,规,格,格,和,和,实,实,验,验,要,要,求,求,，,，,在,在,本,本,题,题,的,的,实,实,物,物,图,图,上,上,连,连,线,线,图,4,要,点,点3,数,数,据,据,处,处,理,理,，,，,画,画,伏,伏,安,安,特,特,性,性,曲,曲,线,线,【,例,例,3,】,某,同,同,学,学,在,在,测,测,绘,绘,额,额,定,定,电,电,压,压,为,为2.5V,的,的,小,小,灯,灯,泡,泡,的,的,I,U,特,性,性,曲,曲,线,线,的,的,实,实,验,验,中,中,测,测,得,得,有,有,关,关,数,数,据,据,如,如,下,下,表,表,：,：,根,据,据,表,表,中,中,的,的,实,实,验,验,数,数,据,据,，,，,在,在,图,图T1,8,中,中,画,画,出,出,小,小,灯,灯,泡,泡,的,的,I,U,特,性,性,曲,曲,线,线,图T1,8,解,析,析,：,：,适,当,当,建,建,立,立,标,标,度,度,，,，,描,描,点,点,如,如,图,图,T1,9,所,所,示,示,图T1,9,答,案,案,：,：,如,图,图T1,9,所,所,示,示,【,触,触,类,类,旁,旁,通,通,】,】,3,一,一,个,个,小,小,灯,灯,泡,泡,的,的,额,额,定,定,电,电,压,压,为,为2.0V,，,，,额,额,定,定,电,电,流,流,约,约,为,为0.5A,，,，,选,用,用,下,下,列,列,实,实,验,验,器,器,材,材,描,描,绘,绘,小,小,灯,灯,泡,泡,的,的,伏,伏,安,安,特,特,性,性,曲,曲,线,线,电,源,源,E,1,：,电,电,动,动,势,势,为,为3.0V,，,，,内,内,阻,阻,不,不,计,计,电,源,源,E,2,：,电,电,动,动,势,势,为,为12.0V,，,，,内,内,阻,阻,不,不,计,计,电,压,压,表,表V,：,：,量,量,程,程,为,为0,3V,，,，,内,内,阻,阻,约,约,为,为10k,电流表A,1,：量程为03A，内,阻,阻约为0.1,电流表A,2,：量程为00.6 A,，,，内阻约,为,为 0.6 ,滑动变阻,器,器,R,：最大阻,值,值为 10 ，,额,额定电流,为,为 1.0 A,开关 S,，,，导线若,干,干,用实验得,到,到如下数,据,据(,I,和,U,分别表示,小,小灯泡的,电,电流和电,压)：,(1)实,验,验中电源,应,应选用_；,电,电流表应,选,选用_,(2)在,下,下面虚线,框,框中画出,实,实验电路,图,图,(3)在,下,下面,坐,坐标,系,系中,画,画出,小,小灯,泡,泡的,U,I,曲线,图T1,10,分压,接,接法,；,；,R,灯,4,，电,流,流表,要,要外,接,接，,测,测量,电,电路,如,如图,5所,示,示,(4)若,将,将本,题,题中,的,的小,灯,灯泡,接,接在,电,电动,势,势是1.5V,、,、内,阻,阻是1.0,的电,池,池两,端,端，,则,则小,灯,灯泡,的,的实,际,际功,率,率是_(若,需,需作,图,图，,可,可直,接画,在,在坐,标,标系,中,中),解析,：,：,(1),因小,灯,灯泡,的,的额,定,定电,压,压为,2.0V,，所,以,以电,源,源选,E,1,，,又因,小,小灯,泡,泡的,额,额定,电,电流,约,约为,0.5A,，故,电,电流,表,表选,A,2,.,(2),因为,小,小灯,泡,泡的,电,电压,从,从,0.2,V,开始,，,，所,以,以滑,动,动变,阻,阻器,要,要用,U,I,(4),设小,灯,灯泡,的,的电,压,压为,U,，电,流,流为,I,，由,闭,闭合,电,电路,欧,欧姆,定,定律,得：,U,1.5,I,，作,出,出电,源,源,U,I,图象,与,与小,灯,灯泡,的,的,U,I,曲线，交,点坐标为小,灯,灯泡工作时,的,的电压和电,流,流，两者之,积,积为小灯泡,的,的实,际功率,(2)如图5 所示,(4)0.44 W,答案：,(1),E,1,A,2,(3)如图6 所示,图 5,图 6,1电流表,内,内、外接的,判,判断,(3)试探,法,法：按图T111,所,所示接好,电,电路，让电,压,压表的一接,线柱按电路,连,连接好，另,一,一接线柱,P,先后与,a,、,b,处接触一下,，,，如,果电压表的,示,示数有较大,的,的变化，而,电,电流表的示,数,数变化不大,，,，则,可采用电流,表,表外接法；,如,如果电流表,的,的示数有较,大,大的变化，,而,而电,压表的示数,变,变化不大，,则,则可采用电,流,流表内接法,图 T111,2滑动变,阻,阻器的分压,、,、限流式接,法,法,3.误差的,分,分析及注意,事,事项,(1)本实,验,验中被测小,灯,灯泡灯丝的,电,电阻值较小,，,，因此测量,电,电路,必须采用电,流,流表外接法,(2)本实验要,作,作出,I,U,图线，要求测出,一,一组包括零,在内的,电流、电压值，,故,故控制电路必须,采,采用分压接法,(3)为保护元,件,件不被烧毁，开,关,关闭合前变阻器,滑,滑片应位于使,加在待测电路电,压,压最小端,(4)加在灯泡,两,两端的电压不要,超,超过灯泡的额定,电,电压,记忆口诀：,电路连接是关键,，,，先串后并把线,连,连，滑动变阻,要分压，电流表,外,外接减误差，电,压,压从零开始变，,I,U,坐标连曲,线，要对图线细,研,研究，得出规律,记,记心间,【例,4,】,表格中所列数据,是,是测量小灯泡,U,I,关系的实验数,据：,图 T1,12,(1)分析上表,内,内实验数据可知,，,，应选用的实验,电,电路图是图,_(,填,填“甲”或“乙,”,”),(2)在方格纸,内,内画出小灯泡的,U,I,曲线分析曲,线,线可知小,灯泡的电阻随,I,变大而_(,填,填“变大”、,“,“变小”或“,不,不,变”),(3)如图丙,所,所示，用一个,定,定值电阻,R,和两个,上述小灯泡组,成,成串并联电路,，,，连接到内阻,不,不,计、电动势为3 V 的,电,电源上已知,流,流过电阻,R,的电流是流过,灯,灯泡,b,电流的两倍，,则,则流过灯泡,b,的电流约为_A.,图 T113,解析,：,：,(1),由小,灯,灯泡,U,I,关系,的,的实,验,验数,据,据可,得,得，,电,电路,中,中灯,泡两,端,端的,电,电压,可,可调,为,为,0,，只,有,有甲,电,电路,具,具有,此,此功,能,能，,而,而乙,图,图的,电,电,路不,具,具此,功,功能,(2),U,I,曲,线,线,如,如,图,图,T1,14,所,示,示,，,，,由,由,所,所,做,做,出,出,的,的,U,I,曲,线,线,知,知,，,，,曲,线,线,上,上,各,各,点,点,与,与,原,原,点,点,连,连,线,线,的,的,斜,斜,率,率,越,越,来,来,越,越,大,大,，,，,说,说,明,明,灯,灯,泡,泡,的,的,电,阻,阻,越,越,来,来,越,大,大,图T1,14,答,案,案,：,：,(1),甲,甲(2),如,如,图,图T1,14,所,所,示,示,变,变,大,大(3)0.07,【,触,触,类,类,旁,旁,通,通,】,】,4,(2012,年,茂,茂,名,名,一,一,模,模,),小,明,明,同,同,学,学,用,用,下,下,列,列,器,器,材,材,描,描,绘,绘,额,额,定,定,电,压,压,为,为,3.0V,的,的,小,小,灯,灯,泡,泡,的,的,伏,伏,安,安,特,特,性,性,曲,曲,线,线(,要,要,求,求,电,电,压,压,变,变,化,化,从,从,零,零,开,开,始,始),，,，,并,并,研,研,究,小,小,灯,灯,泡,泡,实,实,际,际,功,功,率,率,及,及,灯,灯,丝,丝,温,温,度,度,等,等,问,问,题,题,A,电,电,流,流,表,表(0.6A,1,),B,电,电,压,压,表,表(3V,1k,),C,滑,滑,动,动,变,变,阻,阻,器,器(10,，,，1A),D,电,电,源,源(4V,，,，,内,内,阻,阻,不,不,计,计),(1),用,用,笔,笔,画,画,线,线,代,代,替,替,导,导,线,线,，,，,将,将,图,图T1,15,中,中,的,的,实,实,验,验,仪,仪,器,器,连,连,成,成,完,完,整的实,验,验电路,图 T115,(2),开,开关闭,合,合前，,滑,滑动变,阻,阻器的,滑,滑片应,置,置于_端(,填,填,“,a,”或“,b,”),(3),闭,闭合开,关,关，变,阻,阻器的,滑,滑片向,b,端移动,，,，电压,表,表的示,数,数逐,渐增大,，电流,表,表指针,却,却几乎,不,不动，,则,则电路,的,的故障,为,为,_,(4),排,排除故,障,障后，,小,小明完,成,成了实,验,验，并,由,由实验,数,数据画,出,出小灯,泡,I,U,图象如,图,图 T116 中,实,实线所,示,示由,图,图可确,定,定小灯,泡,泡在电,压为2.0V,时,时实际,功,功率为_(,保,保留两,位,位有效,数,数字),图 T116,(5)图 T116 是,用,用多用电表欧,姆,姆挡“1”,挡,挡直接测量小,灯,灯,泡灯丝在 27 时电阻,值,值，则阻值为_，若小,灯,灯泡灯丝,电阻值与灯丝,温,温度的关系为,R,k,(203,t,)，,k,为比例常数,根据,I,U,图中的实线,，,，估算该灯,泡,泡正常工作,时,时灯丝,的温度约为,_.,(6)若,I,U,图中的虚线,或,表示小灯,泡,泡真实的伏,安,安特性,曲线，与实,线,线相比，虚,线,线,_(填,“,“”或“,”)才是,其,其,真实的伏安,特,特性曲线,图 T117,答案：,(1)如图7 所示,(3)小灯,泡,泡断路,(2),a,(4)0.38,(5)1.5 1797(6),图 7,演讲完毕，,谢,谢谢观看！,