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,欢迎进入物理课堂,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IU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“3.8V0.3A”的电阻很小，当它与电流表(量程为0.6A)_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如图T11所示：当电流表接3A量程时，读数是,_，电压表接15V量程时读数是_,图T11,解析：03A挡电流表的最小刻度值为0.1A，估读到0.1A，故图中读数为1.72A；015V电压表的最小刻度值为0.5V，图中读数为10.8V.,1.72A,10.8V,4选项所列的四个图象中，能正确地表示小电珠U、I之,间的函数关系的是(),C,解析：此图象描述I随U变化的规律，由于金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使小电珠灯丝的电阻随温度的升高而增大，因而它的伏安特性线是曲线，由欧姆定律知U越大，I越大，温度越高，对应的电阻越大，选C.,描绘小电珠的伏安特性曲线,【实验目的】,(1)练习电压表、电流表、滑动变阻器的使用(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其变化规律(3)学会利用图象处理实验数据,【实验原理】,(1)原理图：如图T12所示,(2)原理：用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(I，U)值，在IU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,图T12,【实验器材】,小灯泡、46V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、,导线若干、开关【实验步骤】,(1)连接电路：将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、,电源、开关用导线连接成如图T12所示电路,(2)测出小电珠在不同电压下的电流,闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端,移动滑动变阻器触头的位置，测出多组不同的电压值U,和电流值I，并将测量数据填入表格.,特别提醒：IU图线在U01.0V左右将发生明显弯曲，故在U1.0V左右测绘点要密，否则将出现很大误差,(3)拆除电路，整理仪器,【数据处理】,(1)在坐标纸上以U为横轴、以I为纵轴，建立坐标系(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到了小电珠的,伏安特性曲线,【注意事项】,(1)电路的连接方式,电流表应采用外接法：因为小电珠的电阻较小，与电流,表串联时，电流表的分压影响不能忽略,滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了使小电珠两,端的电压能从零开始连续变化,(2)滑片位置：闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到小电珠分得电压为零的位置，使开关闭合时小电珠电压能从零开始变化，同时也可防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝,(3)电流表选择0.6A量程“3.8V,0.3A”的小电珠，选,用电压表的15V量程；“2.5V,0.6A”的小电珠，则选用电压,表的3V量程(4)保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关(5)误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线,要点1实验器材的选取及电路的选择,仪器选择的一般顺序是先易后难首先确定出必须使用而又不必选择的仪器，然后以其为突破口，根据电路要求和电路计算，选择出电源、滑动变阻器、电流表、电压表以及合理的量程待测电阻的额定电流、额定电压(估算值)是选择合适量程的电流表和电压表的重要依据,【例1】在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，使用,的小电珠为“6V,3W”，其他可供选择的器材有：,电压表V1(量程6V，内阻20k)电压表V2(量程20V，内阻60k)电流表A1(量程3A，内阻0.2)电流表A2(量程0.6A，内阻1)变阻器R1(01000，0.5A)变阻器R2(020，2A)学生电源E(68V)开关S及导线若干,实验中要求电压表在06V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用_，变阻器应选用_在下面的方框中画出实验的原理图,解析：小灯泡额定电压为6V，额定电流为0.5A，即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.5A，最大电压不超过6V在选择电压表和电流表时，本着安全、精确的原则，安全原则是量程要大于所测电流或电压值，精确原则是量程要尽量小，量,U262,程越小测量越精确，故电流表应选A2，电压表应选V1；滑动变阻器选取时要本着安全、够用、调节方便的原则“安全”即流过变阻器的最大电流应小于允许通过的最大电流“方便”即变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻，本实验中的小灯泡在正常工作时电阻为R灯,P3,12，故应选用R2.连接电路时，,变阻器采取分压式，电流表外接，原理如图,T13所示,图T13,答案：A2R2如图T13所示,【触类旁通】,1一只小灯泡，标有“3V1.5W”字样现要描绘小灯,泡03V的伏安特性曲线实验器材有：,A最大阻值为10的滑动变阻器,B电动势为6V、内阻约为1.0的电源,C量程为0.6A、内阻约为1.0的电流表A1D量程为3A、内阻约为0.1的电流表A2E量程为3V、内阻约为6k的电压表V1F量程为15V、内阻约为10k的电压表V2G开关、导线若干,(1)电压表应选用_；电流表应选用_(2)在该实验中，设计了如下图所示的四个电路为了减小误差，应选取的电路是_(将选项代号的字母填在横线上),E,C,C,要点2实物图连线,分压电路的实物连接是学习的难点，连线时可先连电源开关滑动变阻器两端(阻值最大)，再连接待测电阻支路，最后将伏特表并联到Rx两端连图时要尽量按照电流的流向，先“串”后“并”，先“干路”后“支路”，同时也要注意电压表和电流表接线柱的“”、“”必须注意以下两点：连线不能交叉;必须把线接在接线柱上,【例2】现在要测量一只额定电压为U3V的小电珠L的,额定功率P(约为0.3W)实验室备有如下器材：,电流表A1(量程200mA，内阻r110)电流表A2(量程300mA，内阻约为几欧姆)定值电阻R(10),滑动变阻器R1(0100，0.5A)电源E(E5V，内阻r1)单刀开关一个、导线若干,(1)设计出实验电路(画在下面的方框中),图T14,(2)按(1)中设计的电路图把图T14中仪器连接起来(3)写出主要的操作步骤：,150mA，故用A1和R,解析：本实验中要测灯泡电压，但没有电压表，要用电流表和定值电阻来代替，灯泡的额定电压为3V，则流过电流表,和定值电阻的电流最大值为Im,URr1,答案：(1)如图T15所示(2)如图T16所示,图T15,图T16,代替电压表,(3)按设计好的电路图连接好电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P移至阻值最大的位置,闭合开关S，移动滑片P，使电流表A1的示数I1,URr1,31010,A150mA，使小电珠正常发光，同时记下此时电流,点评：电流表和定值电阻(电阻箱)串联可代替电压表，电压表和定值电阻(电阻箱)并联可代替电流表,表A2的示数I2.断开开关S，拆除电路，整理仪器,【触类旁通】,2如图T17所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实,验所需的器材实物图，器材规格如下：,图T17,A待测电阻Rx(约100),B直流毫安表(量程010mA，内阻50)C直流电压表(量程03V，内阻5k)D直流电源(输出电压4V，内阻不计),E滑动变阻器(阻值范围015，允许最大电流1A)F开关1个，导线若干条,根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线,图4,要点3数据处理，画伏安特性曲线,【例3】某同学在测绘额定电压为2.5V的小灯泡的IU,特性曲线的实验中测得有关数据如下表：,根据表中的实验数据，在图T18中画出小灯泡的IU,特性曲线,图T18,解析：适当建立标度，描点如图T19所示,图T19,答案：如图T19所示,【触类旁通】,3一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，,选用下列实验器材描绘小灯泡的伏安特性曲线,电源E1：电动势为3.0V，内阻不计电源E2：电动势为12.0V，内阻不计,电压表V：量程为03V，内阻约为10k电流表A1：量程为03A，内阻约为0.1电流表A2：量程为00.6A，内阻约为0.6,滑动变阻器R：最大阻值为10，额定电流为1.0A开关S，导线若干,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电,压)：,(1)实验中电源应选用_；电流表应选用_(2)在下面虚线框中画出实验电路图,(3)在下面坐标系中画出小灯泡的UI曲线,图T110,分压接法；R灯4，电流表要外接，测量电路如图5所示,(4)若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端，则小灯泡的实际功率是_(若需作图，可直接画在坐标系中),解析：(1)因小灯泡的额定电压为2.0V，所以电源选E1，,又因小灯泡的额定电流约为0.5A，故电流表选A2.,(2)因为小灯泡的电压从0.2V开始，所以滑动变阻器要用,U,I,(4)设小灯泡的电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律得：U1.5I，作出电源UI图象与小灯泡的UI曲线，交点坐标为小灯泡工作时的电压和电流，两者之积为小灯泡的实际功率,(2)如图5所示(4)0.44W,答案：(1)E1A2(3)如图6所示图5,图6,1电流表内、外接的判断,(3)试探法：按图T111所示接好电路，让电压表的一接线柱按电路连接好，另一接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法,图T111,2滑动变阻器的分压、限流式接法,3.误差的分析及注意事项,(1)本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路,必须采用电流表外接法,(2)本实验要作出IU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使,加在待测电路电压最小端,(4)加在灯泡两端的电压不要超过灯泡的额定电压,记忆口诀：电路连接是关键，先串后并把线连，滑动变阻要分压，电流表外接减误差，电压从零开始变，IU坐标连曲线，要对图线细研究，得出规律记心间,【例4】表格中所列数据是测量小灯泡UI关系的实验数,据：,图T112,(1)分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图,_(填“甲”或“乙”),(2)在方格纸内画出小灯泡的UI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)如图丙所示，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3V的电源上已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为_A.,图T113,解析：(1)由小灯泡UI关系的实验数据可得，电路中灯泡两端的电压可调为0，只有甲电路具有此功能，而乙图的电路不具此功能,(2)UI曲线如图T114所示，由所做出的UI曲线知，曲线上各点与原点连线的斜率越来越大，说明灯泡的电阻越来越大,图T114,答案：(1)甲(2)如图T114所示变大(3)0.07,【触类旁通】,4(2012年茂名一模)小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0V的小灯泡的伏安特性曲线(要求电压变化从零开始)，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题,A电流表(0.6A,1)B电压表(3V,1k),C滑动变阻器(10，1A)D电源(4V，内阻不计),(1)用笔画线代替导线，将图T115中的实验仪器连成完,整的实验电路,图T115,(2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于_端(填,“a”或“b”),(3)闭合开关，变阻器的滑片向b端移动，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为_,(4)排除故障后，小明完成了实验，并由实验数据画出小灯泡IU图象如图T116中实线所示由图可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为_(保留两位有效数字),图T116,(5)图T116是用多用电表欧姆挡“1”挡直接测量小灯泡灯丝在27时电阻值，则阻值为_，若小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为Rk(203t)，k为比例常数根据IU图中的实线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为_.,(6)若IU图中的虚线或表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实线相比，虚线_(填“”或“”)才是其真实的伏安特性曲线,图T117,答案：(1)如图7所示(3)小灯泡断路,(2)a(4)0.38,(5)1.51797(6)图7,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,
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