2013-2014学年高二物理粤教版选修3-1同步课件：实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线（36张PPT）.ppt

1、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线电路1会描绘小灯泡的电流随它两端电压变化的曲线2能够分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律1如图所示，电流表的示数是_A，电压表的示数是_V.解析：本题考查电流表、电压表的读数当表的最小刻度值为0.1时要估读到最小刻度值下一位，当最小刻度值为0.05或0.02时，读到小数点后两位即可答案：0.48 2.202两个电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示由图可知，两电阻的阻值之比R1R2等于()解析：答案：A考点一仪器选择1电流表、电压表电学实验中仪器选择的基本原则是：安全不损坏实验器材精确尽可能减少实验误差方便便于实验操作、读数和数据处理所以电压表和电流表的量程不能

2、小于被测电压和电流的最大值，一般两表的指针应指到满偏刻度的1/3至满偏之间的位置为宜2滑动变阻器滑动变阻器的结构如图所示，它是利用改变导线长度来改变电阻的使用滑动变阻器可以实现对电路的调节和控制，常用的有限流电路和分压电路两种接法两种接法对电压、电流等的控制作用比较如下表：负载R上电压U调节范围负载R上电流调节范围闭合电键前触头处位置相同条件下电路消耗的总功率UU0aU0IR负载R上电压U调节范围负载R上电流调节范围闭合电键前触头处位置相同条件下电路消耗的总功率0UU00IRaU0(IRIaP)比较分压电路调节范围大分压电路调节范围大都为了保护电路限流电路能耗较小注意：限流电路和分压电路的选用

3、要根据实验的要求、电源电压、用电器需要的电压(电流)或是允许的最大电压(电流)、用电器和滑动变阻器的阻值等因素综合考虑，以下几点可作参考：（1）用电器两端电压要求从零开始连读可调，应选分压电路（2）如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于用电器的额定电流，应选分压电路（3）如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多，为了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路（4）如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多，两种电路都可以对用电器的电压(电流)进行有效方便地控制，可以任选其中一种电路此时假如从节省电能和电路简单考虑，应选限流电路有一小灯泡上标有“6 V,0.1 A”字样，现要测量该灯泡

4、的伏安特性曲线，有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻2.0 k)B电压表(010 V，内阻3.0 k)C电流表(00.3 A，内阻2.0)D电流表(06 A，内阻1.5)E滑动变阻器(30，2 A)F滑动变阻器(100，0.5 A)G学生电源(直流9 V)及开关、导线等实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中所用的电压表应选_，电流表应选_(2)滑动变阻器应选_，滑动变阻器应采用_接法(填“限流”或“分压”)解析：(1)因为小灯泡额定电压为6 V，故电压表应选量程大于6 V的B，额定电流只有0.1 A，故电流表应选量程接近该值的，故选C.(2)电压要从0开始调节，

5、所以变阻器必须采用分压接法，分压接法中变阻器可适当选全阻值较小的，同时变阻器的额定电流要大于测量时的电流，变阻器选E即可满足要求答案：(1)BC(2)E 分压考点二 实验原理和实物连线1用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就可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)串联时，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，即测出U、I的值，电流表应采用外接法；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

6、分压式接法电路图如图所示.有一个小灯泡上标有“4 V2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的UI图线有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻10 k)B电压表(010 V，内阻20 k)C电流表(00.3 A，内阻1)D电流表(00.6 A，内阻0.4)E滑动变阻器(5，1 A)F滑动变阻器(500，0.2 A)(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(2)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图思路点拨：(1)如何通过计算选择仪器？(2)如何

7、判断电流表的内外接法？如何确定分压、限流接法？解析：(1)因小灯泡的额定电压为4 V,所以电压表应选A，小灯泡的额定电流0.5 A，所以电流表应选D；小灯泡正常工作时的电阻为Rx为小电阻，电流表应采用外接法，要求电压表从零开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，滑动变阻器额定电流应大于小灯泡的额定电流(0.5 A)，滑动变阻器应选E.(2)满足实验要求的电路图如图所示接成的相应实物电路图如图所示答案：(1)ADE (2)见解析下图为某同学测绘额定电压为2.5 V小灯泡的IU图线实验电路图(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将下图中的实验电路连接成完整的实验电路(2)开关S闭合之前，上图中滑动变阻器

8、的滑片应该置于_(选填“A端”“B端”或“AB正中间”)(3)已知小灯泡灯丝在27 C时电阻值约为1.5，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T273t)，根据下图画出的小灯泡IU特性曲线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为_C(保留两位有效数字)解析：(1)在连接滑动变阻器为分压接法的实物电路中，最好先将变阻器电阻丝上两接线柱串联入电路，然后在连接分压部分(电流表与灯泡串联后与滑动变阻器部分电阻并联，电压表并联在灯泡两端)(2)在闭合S前，应使灯泡两端电压最小，以保护灯泡，所以滑片应置于A(3)从图象可知：U2.5 V时，I0.27 A，依题意有：Rk

9、T将27C即300 K时R01.5代入上式得：15300 k 由式可解得：T1851 K，即tT2731.6103C答案：(1)连接电路如下图(2)A端(3)1.6103考点三 数据处理：画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以U为横轴、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，就得到小灯泡的伏安特性曲线练习1下面表格为某同学测绘小灯泡的伏安特性曲线的记录数据根据其数据在坐标系中画出小灯泡的伏安特性曲线由画出的曲线发现小灯泡的电阻有没有变化？如何变化？分析发生变化的原因.编号123

10、45678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205解析：该题中坐标轴已经建好，所以只要在坐标纸上描出各组数据所对应的点，然后将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线(如图所示).1/RI/U，即1/R|k|.由图象可知，斜率k逐渐减小，说明灯泡的电阻增大了又因为金属材料的电阻率随温度的升高而增大，在其它条件不变的情况下，容易猜想到是由于灯泡的温度升高而造成的答案：有变化；随电压增加而增加；猜想是由于灯泡的温度升高了考点四 误差分析1由于电压表不是理

11、想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，则电流示数过大2测量时读数带来误差3在坐标纸上描点、作图带来误差练习2现要测定一个额定电压4 V、额定功率1.6 W的小灯泡(用表示)的伏安特性曲线要求所测电压范围为0.1 V4 V.现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，电压表(量程4.5 V，内阻约为4104)，电流表(量程250 mA，内阻约为2)，电流表(量程500 mA，内阻约为1)，滑动变阻器R(最大阻值约为30)，开关S，导线若干如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是_，下面两个电路应该选用的是_1由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采

12、用电流表外接法2因本实验要作出IU图线，要求测出电压从零变化至U额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法3画UI图线时，不要画成折线，要用平滑曲线连接，有个别偏离较远的点应该舍弃练习3某实验小组要描绘一个标有“3.8 V,1 W”的小灯珠RL的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A电压表V(量程5 V，内阻约为5 k)B直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)C电流表A1(量程250 mA，内阻约为2)D电流表A2(量程500 mA，内阻约为1)E滑动变阻器R1(阻值0 10)F滑动变阻器R2(阻值0 200)(1)为了使调节方便，测量的准确度较高，应选

13、用电流表为_；滑动变阻器为_(填写仪器符号)(2)要求实验中小灯珠电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小请你为该实验小组设计电路图，并在图中标出器材的符号，画在下面方框中(3)下图曲线是该学习小组根据实验的数据在方格纸上作出该灯珠的伏安特性曲线请求出小灯珠在电压为100 V和2.00 V时的电阻值并说明它们大小不同的原因(结果保留2位有效数字)(4)某小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后，合上电键，慢慢增大小灯珠的电压，发现刚开始时两电表均有读数，但小灯珠不会发光，请简要分析原因：_答案：(1)A2；R1(2)详见下图小灯珠两端的电压升高时，灯丝的温度升高，导致灯丝电阻变大，所以有：RL2RL1(4)刚开始通过小灯珠的电流很小时，根据焦耳定律QI2Rt可知，灯丝发出的热量还不能使它的温度上升的足够高，因此它不亮祝您