第4课时 实验二描绘小电珠的伏安特性曲线

1、第第4 4课时实验二课时实验二: :描绘小电珠的伏安特性描绘小电珠的伏安特性曲线曲线 实验基础实验基础热点透析热点透析实验创新实验创新素能提升素能提升实验基础实验基础 固本求源固本求源 提高技能提高技能原理与操作原理与操作处理与分析处理与分析一、数据处理一、数据处理1.1.在坐标纸上以在坐标纸上以U U为横轴为横轴,I,I为纵轴为纵轴, ,建立坐标系建立坐标系. .2.2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点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坐标系纵轴和横轴的标度要适中适中, ,以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜) )3.3.将描出的

2、点用平滑的曲线连接起来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就得到小电珠的伏安特性曲线. .二、误差分析二、误差分析1.1.由于电压表、电流表不是理想电表由于电压表、电流表不是理想电表, ,电表内阻对电路的影响会带来电表内阻对电路的影响会带来误差误差. .2.2.电流表、电压表的读数带来误差电流表、电压表的读数带来误差. .3.3.在坐标纸上描点在坐标纸上描点, ,作图带来误差作图带来误差. .三、注意事项三、注意事项1.1.电路的连接方式电路的连接方式(1)(1)电流表应采用外接法电流表应采用外接法. .因为小电珠的电阻较小因为小电珠的电阻较小, ,与与0 00.6

3、A 0.6 A 的电流的电流表串联时表串联时, ,电流表的分压影响很大电流表的分压影响很大. .(2)(2)滑动变阻器应采用分压式接法滑动变阻器应采用分压式接法, ,目的是为了使小电珠两端的电压能目的是为了使小电珠两端的电压能从从0 0开始连续变化开始连续变化. .2.2.闭合开关闭合开关S S前前, ,滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为滑动变阻器滑片应移到使小电珠分得电压为0 0的一端的一端, ,从而使开关闭合时小电珠电压能从从而使开关闭合时小电珠电压能从0 0开始变化开始变化, ,同时同时, ,也为了防止开关也为了防止开关刚闭合时小电珠因两端电压过大而烧坏灯丝刚闭合时小电珠因两端电压过

4、大而烧坏灯丝. .3.I-U3.I-U图像在图像在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右将发生明显弯曲左右将发生明显弯曲, ,故在故在U U0 0=1.0 V=1.0 V左右绘左右绘点要密点要密, ,以防出现很大误差以防出现很大误差. .4.4.当小电珠电压快接近额定电压值时当小电珠电压快接近额定电压值时, ,要缓慢地增加到额定电压要缓慢地增加到额定电压值值, ,记录记录I I后马上断开开关后马上断开开关. .5.5.误差较大的点要舍去误差较大的点要舍去,I-U,I-U图像应是平滑曲线而非折线图像应是平滑曲线而非折线. .四、创新改进四、创新改进1.1.数据处理方式的改进数据处理方式的改进:

5、 :采用采用“DIS”DIS”数字化实验系统进行实验数字化实验系统进行实验数据的采集和处理数据的采集和处理. .2.2.与原数据处理方式的比较与原数据处理方式的比较(1)(1)原方案原方案优点优点: :由学生读出电压表、电流表的数据由学生读出电压表、电流表的数据, ,并亲自动手绘出伏并亲自动手绘出伏安特性曲线安特性曲线, ,可锻炼学生的读数、动手操作能力可锻炼学生的读数、动手操作能力. .缺点缺点: :学生读数、绘图带来较大误差学生读数、绘图带来较大误差. .(2)(2)改进方案改进方案优点优点: :电压、电流由传感器测出电压、电流由传感器测出, ,由电脑进行数据分析由电脑进行数据分析, ,再

6、进行再进行绘图绘图, ,快捷、准确快捷、准确, ,误差较小误差较小. .缺点缺点: :一切在电脑上进行一切在电脑上进行, ,学生的动手能力得不到锻炼学生的动手能力得不到锻炼. .热点透析热点透析 追踪热点追踪热点 拓宽思路拓宽思路实验原理及器材的应用实验原理及器材的应用热点一热点一【例【例1 1】 (2013(2013天津理综天津理综) )要测绘一个标有要测绘一个标有“3 V3 V0.6 W”0.6 W”小灯泡的伏安小灯泡的伏安特性曲线特性曲线, ,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,3 V,并便于操作并便于操作. .已选用已选用的器材有的器材有: :电池组

7、电池组( (电动势为电动势为4.5 V,4.5 V,内阻约内阻约1 );1 );电流表电流表( (量程为量程为0 0250 mA250 mA, ,内阻约内阻约5 );5 );电压表电压表( (量程为量程为0 03 V,3 V,内阻约内阻约3 k3 k););开关一个、导线若干开关一个、导线若干. .(1)(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的实验中所用的滑动变阻器应选下列中的( (填字母代号填字母代号).).A.A.滑动变阻器滑动变阻器( (最大阻值最大阻值20 ,20 ,额定电流额定电流1 A)1 A)B.B.滑动变阻器滑动变阻器( (最大阻值最大阻值1750 ,1750 ,额定电流额定电

8、流0.3 A)0.3 A)(2)(2)实验的电路图应选用图实验的电路图应选用图( (甲甲) )中的图中的图( (填字母代号填字母代号).).(3)(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图( (乙乙) )所示所示. .如果将这个小灯如果将这个小灯泡接到电动势为泡接到电动势为1.5 V,1.5 V,内阻为内阻为5 5 的电源两端的电源两端, ,小灯泡消耗的功率是小灯泡消耗的功率是W.W.答案答案: : (1)A (1)A(2)B(2)B(3)0.1(3)0.1方法技巧方法技巧(1)(1)两种接法比较两种接法比较电路连接和数据处理电路连接和数据处理热点二热点二思路点拨思

9、路点拨: : (1) (1)实物连线时先连接好滑动变阻器的分压电路实物连线时先连接好滑动变阻器的分压电路. .(2)(2)滑动变阻器滑片移动滑动变阻器滑片移动, ,电压表和电流表示数变化不明显电压表和电流表示数变化不明显, ,说明说明加在电子元件的电压几乎不变加在电子元件的电压几乎不变. .答案答案: : (1) (1)见解析见解析(2)a(2)a(3)(3)变小变小(4)C(4)C方法总结方法总结 实物连线的方法实物连线的方法(1)(1)先串后并先串后并, ,接线到柱接线到柱, ,注意量程和正负注意量程和正负. .(2)(2)对限流电路对限流电路, ,用笔画线代替导线用笔画线代替导线, ,从

10、电源正极开始从电源正极开始, ,把电源、开关、把电源、开关、滑动变阻器、电流表、电阻部分依次串联起来滑动变阻器、电流表、电阻部分依次串联起来, ,最后连接电压表最后连接电压表( (注注意电表的正负接线柱和量程意电表的正负接线柱和量程, ,滑动变阻器应调到阻值最大处滑动变阻器应调到阻值最大处).).(3)(3)对分压电路对分压电路, ,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来部分用导线连接起来, ,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头接头, ,比较该接头和滑动触头两点的电势高低比较该接头

11、和滑动触头两点的电势高低, ,根据根据“伏安法伏安法”部分部分电表正负接线柱的情况电表正负接线柱的情况, ,将将“伏安法伏安法”部分接入该两点间部分接入该两点间. .实验创新实验创新 瞻新动向瞻新动向 探新类题探新类题1 12 23 34 45 56 67 78 89 9U U1 1/V/V0.000.000.000.000.060.060.120.120.240.240.420.420.720.721.141.141.741.74U U2 2/V/V0.00.01.01.02.12.13.13.14.24.25.45.46.76.78.18.19.79.7U Ux x/V/V0.00.0-1

12、.0-1.0-2.0-2.0-3.0-3.0-4.0-4.0-5.0-5.0-6.0-6.0-7.0-7.0-8.0-8.0I Ix x/mA/mA0.000.000.000.00-0.01-0.01-0.02-0.02-0.04-0.04-0.07-0.07-0.12-0.12-0.19-0.19-0.29-0.29答案答案: : (1) (1)如解析图如解析图( (甲甲) )所示所示(2)(2)1.401.400.230.23如解析图如解析图( (乙乙) )所示所示非线性非线性1.1.本例所用的实验电路及研究方法与教材实验相似本例所用的实验电路及研究方法与教材实验相似, ,但本例描绘的实但

13、本例描绘的实验元件不是小电珠验元件不是小电珠, ,而是硅光电池而是硅光电池, ,同时本例不是描绘伏安特性曲线同时本例不是描绘伏安特性曲线, ,而是反向伏安特性曲线而是反向伏安特性曲线. .2.2.以本实验为背景以本实验为背景, ,可以通过改变实验条件、实验仪器设置题目可以通过改变实验条件、实验仪器设置题目, ,如如描绘二极管的伏安特性曲线描绘二极管的伏安特性曲线; ;描绘太阳能电池有、无光照时的伏安描绘太阳能电池有、无光照时的伏安特性曲线等特性曲线等. .命题创新命题创新素能提升素能提升 模拟实验模拟实验 操作演练操作演练答案答案: : (1)A (1)AC C(2)(3)(2)(3)见解析图

14、见解析图(1)(2)(1)(2)(4)27.5(20(4)27.5(203030都对都对) )3.(20133.(2013江苏卷江苏卷) )为探究小灯泡的电功率为探究小灯泡的电功率P P和电压和电压U U的关系的关系, ,小明测量小明测量小灯泡的电压小灯泡的电压U U和电流和电流I,I,利用利用P=UIP=UI得到电功率得到电功率. .实验所使用的小灯实验所使用的小灯泡规格为泡规格为“3.0 V3.0 V1.8 W”,1.8 W”,电源为电源为12 V 12 V 的电池的电池, ,滑动变阻器的最滑动变阻器的最大阻值为大阻值为10 .10 .(1)(1)准备使用的实物电路如图准备使用的实物电路如

15、图(1)(1)所示所示. .请将滑动变阻器接入电路的请将滑动变阻器接入电路的正确位置正确位置.(.(用笔画线代替导线用笔画线代替导线) )4.(20144.(2014福建省漳州市八校联考福建省漳州市八校联考) )在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中实验中, ,要求测量一个标有要求测量一个标有“3 V3 V1.5 W”1.5 W”的灯泡两端的电压和通的灯泡两端的电压和通过它的电流的多组数据过它的电流的多组数据, ,现有如下器材现有如下器材: :A.A.直流电源直流电源3 V(3 V(内阻可不计内阻可不计) )B.B.直流电流表直流电流表0 0600 mA600 mA(

16、(内阻约内阻约0.5 )0.5 )C.C.直流电压表直流电压表0 03 V(3 V(内阻约内阻约3 k3 k) )D.D.滑动变阻器滑动变阻器(10 ,1 A)(10 ,1 A)E.E.滑动变阻器滑动变阻器(1 k,300 mA(1 k,300 mA) )F. F. 开关、导线若干开关、导线若干(1)(1)本实验中滑动变阻器选用本实验中滑动变阻器选用 ( (填填 “ “D” D” 或或 “ “E ” )E ” )(2)(2)某同学用导线某同学用导线a a、b b、c c、d d、e e、f f、g g和和h h连接的电路如图连接的电路如图( (甲甲) )所所示示, ,电路中所有元器件都是完好的电路中所有元器件都是完好的, ,且电压表和电流表已调零且电压表和电流表已调零. .闭合闭合开关后发现电压表的示数为开关后发现电压表的示数为2 V,2 V,电流表的示数为零电流表的示数为零, ,小灯泡不亮小灯泡不亮, ,则可确定断路的导线是则可确定断路的导线是; ;若电压表示数为零若电压表示数为零, ,电流表的示电流表的示数为数为0.3 A,0.3 A,小灯泡亮小灯泡亮, ,则断路的导线是则断路的导线是; ;若反复调节滑动若反复调节滑动变阻器变阻器, ,小灯泡亮度发生变化小