2013三维设计高三物理一轮复习课件人教版广东专版：第八章实验九描绘小电珠的伏安特性曲线.ppt

1、第八章返回返回一、实验目的(1)描绘小电珠的伏安特性曲线。(2)分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理(1)用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，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起来。(2)电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化。返回三、实验器材小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐

2、标纸、铅笔。返回四、滑动变阻器的限流接法和分压接法1两种接法比较内容方式 限流接法分压接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同返回返回由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围很大，限流式接法较节能。2两种接法的选择返回(2)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。如果Rx很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大。Rx很大时，分压式接法中Rx几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节。返回若采用限

3、流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。返回若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。返回五、实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图实91中的原理图连接好实验电路。

4、图实91返回(2)把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S。(3)移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S。U(V)00.20.40.60.81.01.21.6I(A)U(V)2.02.42.83.23.63.8I(A)返回(4)拆除电路，整理仪器。六、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，就得到小电珠的伏安特性曲线。返回七、误差分析(1)由于电压

5、表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。(2)电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数。(3)在坐标纸上描点、作图带来操作误差。返回八、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(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。返回(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。(3)IU图线在U01.0 V左右将发生明显

6、弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。返回(4)电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程。(5)当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关。(6)误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线。返回返回例1在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：器材规格器材规格小电珠标有“3.8 V，”字样滑动变阻器R1最大阻值10，额定电流1.0A 电压表V量程05 V，内阻约5

7、 k滑动变阻器R2最大阻值1 k，额定电流0.5 返回器材规格器材规格电流表A1量程0100 mA，内阻约4 直流电源E电动势约为6 V，内阻约为0.5 电流表A2量程0500 mA，内阻约0.4 导线、电键等返回(1)在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选_。(2)在图实92中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。返回图实92返回(3)利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中，描绘出了如图实93所示的小电珠的伏安特性曲线。根据此图给出的信息，可以判断出图实94中正确的是(图中P为小电珠功率)_。图实93返回图实94返回返回返回答案(1)R1A2(2)见解析图(3)BD返回例2(

8、2011广东高考)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5 V,0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关、导线若干。(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_倍率的电阻挡(请填写“1”、“10”或“100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图实95甲，结果为_。返回图实95返回(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线。(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于_端。为使小电珠亮度增加，P应由中点向_端滑动。(4)下表为电压等间隔变化测得的数据。为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点_间多测几组数据(请填

9、写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)。返回数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244返回返回(2)在画实物连线时，应先连干路，再连分压电路。(3)闭合开关前P应先置于a端，此举为保护小电珠。为使小电珠亮度增加，滑片P应向b端滑动，使其分压增加。(4)在ab间电流的变化从00.122 A，变化较大，为了更准确，应在ab间多测几组数据。答案(1)17.37.7(2)如图所示(3)a(或左)b(或右)(4)ab返回返回例3 为了测定和描绘一只标有“220 V,40 W”的白炽灯丝的伏安特性

10、曲线，可以利用调压变压器供电。调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V 图实96交流电源的火线和零线间，输出端有一个滑动触头P，移返回动它的位置，就可以使输出电压在0250 V之间连续变化，如图实96中画出的是调压变压器的电路图符号。实验室内备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验必备器材。返回(1)在图实96中完成实验电路图，要求在额定电压下测得的数据误差尽量小。(2)说明按你的实验电路进行测量时，在电压较高段与电压较低段进行比较，哪段的系统误差较大？为什么？图实97返回(3)如果根据测量结果作出的该灯泡的伏安特性曲线如图实97

11、所示，试根据图线确定：把两只完全相同的“220 V,40 W”的白炽灯串联接在220 V交流电源的火线和零线间时，两只灯所消耗的总功率是多大？返回解析(1)该设计是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验知识的迁移和拓展，将变压器接入电路，开关接火线，采用伏安法测出U、I值，安培表内接。(2)在电压较低段误差大。因为电压低时灯泡消耗的实际功率小，灯丝温度低，电阻小，对内接法而言，安培表的分压大，系统误差大。(3)两只白炽灯串联后分压各为110 V，由灯泡的伏安特性曲线可读出此时的工作电流约为0.15 A，故P0.151102 W33 W。返回答案(1)如图所示。(2)在电压较低段误差大。因为电压低时灯泡消耗的实际功率小，灯丝温度低，电阻小，对内接法而言，安培表的分压大，系统误差大。(3)33 W返回