高中物理 恒定电流 第1部分 第3章 实验二描绘小灯泡的伏安特性曲线课件 鲁科版选修31

实验二描绘小灯泡的伏安特性曲线理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章恒定电流考向一考向二 一、实验目的一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律。描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律。 二、实验原理二、实验原理 (1) (1)金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线。测出若干组小灯泡两端的电压曲线不是一条直线。测出若干组小灯泡两端的电压U U和电流和电流I I值，然后在坐标纸上以值，然后在坐标纸上以I I为纵轴、为纵轴、U U为横轴画出为横轴画出I IU U曲线。曲线。图实图实2 21 1 (2) (2)实验电路如图实实验电路如图实2 21 1所示，所示，小灯泡的电阻很小，故电流表采用外小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使电压能从接；应使电压能从0 0开始连续变化，开始连续变化，故滑动变阻器采用分压接法。故滑动变阻器采用分压接法。 三、实验器材三、实验器材 小灯泡、小灯泡、4 46 V6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸。流表、开关、导线、坐标纸。 四、实验过程四、实验过程 1 1实验步骤实验步骤 (1) (1)连电路：按图实连电路：按图实2 21 1连接电路，且使滑动变阻器连接电路，且使滑动变阻器的触头的触头P P滑动至滑动至A A端。端。 (2) (2)测数据：闭合开关，逐渐使测数据：闭合开关，逐渐使P P向向B B端移动，记录不同端移动，记录不同状态时的电压表、电流表示数，取状态时的电压表、电流表示数，取1212组，而后拆除电路。组，而后拆除电路。2 2数据处理数据处理(1)(1)列表格：将记录的列表格：将记录的1212组组U U、I I值记录在表格中值记录在表格中实验次数实验次数123456UI实验次数实验次数789101112UI (2) (2)描曲线：在如图实描曲线：在如图实2 22 2所示坐标纸上以电流所示坐标纸上以电流I I为为纵轴、电压纵轴、电压U U为横轴建立直角坐标系，描点绘出为横轴建立直角坐标系，描点绘出I IU U曲线。曲线。图实图实2 22 2 (3) (3)析规律：分析曲线变化规律，分析曲线不为直线析规律：分析曲线变化规律，分析曲线不为直线的原因。的原因。 五、误差分析五、误差分析 (1) (1)测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的造成测得的I I值比真实值偏大；值比真实值偏大； (2) (2)测量时读数不准，描绘测量时读数不准，描绘I IU U图线时作图不准确造图线时作图不准确造成的偶然误差。成的偶然误差。 六、注意事项六、注意事项 (1) (1)因本实验要作出因本实验要作出I IU U图线，要求测出一组包括零图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法。在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法。 (3) (3)开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值( (如如0.5 V)0.5 V)时，时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。超过小灯泡的额定电压。 (4) (4)开关闭合前，变阻器滑片移到使小灯泡分得电压为开关闭合前，变阻器滑片移到使小灯泡分得电压为零处；零处； (5) (5)在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。一定要用平滑的曲线，不能画成折线。 例例11有一灯泡上标有有一灯泡上标有“6 V“6 V、0.1 A”0.1 A”字样，现字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A A电压表电压表(0(05 V5 V，内阻，内阻2.0 k)2.0 k) B B电压表电压表(0(010 V10 V，内阻，内阻 3.0 k) 3.0 k) C C电流表电流表(0(00.3 A0.3 A，内阻，内阻2.0 )2.0 ) D D电流表电流表(0(06 A6 A，内阻，内阻1.5 )1.5 ) E E滑动变阻器滑动变阻器(30 (30 ，2 A)2 A) F F滑动变阻器滑动变阻器(100 (100 ， 0.5 A) 0.5 A) G G学生电源学生电源( (直流直流9 V)9 V)及开关、导线等及开关、导线等 (1) (1)实验中所用的电压表应选实验中所用的电压表应选_，电流表应选，电流表应选_，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选 _ _。 (2) (2)画出实验电路图，要求电压从画出实验电路图，要求电压从0 V0 V开始测量。开始测量。 答案答案 (1)B(1)BC CE E(2)(2)见解析图见解析图 例例22某同学在研究标有某同学在研究标有“3 V“3 V、0.3 A”0.3 A”字样的字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U U和和I I的数据：的数据：编号编号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)在方框内画出实验电路图。在方框内画出实验电路图。(2)(2)在图中的方格纸内画出在图中的方格纸内画出I IU U图线。图线。图实图实2 23 3 (3) (3)根据根据I IU U图线分析小灯泡的电阻随温度升图线分析小灯泡的电阻随温度升高而高而_。 (4) (4)小灯泡工作电压为小灯泡工作电压为3 V3 V时，测得实际电功率时，测得实际电功率为为_ W_ W。 解析解析 (1)(1)描绘元件的伏安特性曲线，滑动变阻器描绘元件的伏安特性曲线，滑动变阻器应采用分压接法，由实验数据知小灯泡的电阻为应采用分压接法，由实验数据知小灯泡的电阻为10 10 左左右，故电流表应外接。实验电路如图所示。右，故电流表应外接。实验电路如图所示。(2)(2)描点连线之后描点连线之后I IU U图线如图所示。图线如图所示。 (3) (3)由所绘图像知，曲线的斜率减小，故电阻增由所绘图像知，曲线的斜率减小，故电阻增大，电阻率增大；大，电阻率增大； (4) (4)U U3.00 V3.00 V时时I I0.205 A0.205 A，故功率为，故功率为0.615 W0.615 W或或0.62 W0.62 W。 答案答案 (1)(1)见解析见解析(2)(2)见解析见解析(3)(3)增大增大(4)0.615(4)0.615(或或0.62)0.62)