实验描绘小灯泡的伏安特性曲线市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

1．描绘小灯泡伏安特征曲线．2．分析曲线改变规律．描绘小灯泡伏安特征曲线第1页1．用电流表测出流过小灯泡电流，用电压表测出小灯泡两端电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑曲线将这些点连结起来．2．电流表外接：因为小灯泡电阻很小，假如内接电流表，分压显著．滑动变阻器采取分压式：使电压能从0开始连续改变．学生电源(4～6V直流)、小灯泡(4V、0.7A或3.8V、0.3A)，电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)，开关和导线、滑动变阻器、坐标纸．第2页将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图7－5－1所表示电路．一、连接电路二、测量与统计2．测出小灯泡在不一样电压下电流移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不一样电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格．第3页U(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)第4页三、数据处理、整理仪器3．画出伏安特征曲线 (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点．(坐标系纵轴和横轴标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出点用平滑曲线连结起来．就得到小灯泡伏安特征曲线．4．拆除电路、整理仪器．第5页1．本试验中被测小灯泡灯丝电阻值较小，所以测量电路必须采取电流表外接法．2．滑动变阻器应采取分压式连接：目标是为了使小灯泡两端电压能从0开始连续改变．3．U－I图线在U0＝1.0V左右将发生显著弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现很大误差．4．建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取标度要合理，使得依据测量数据画出图线尽可能占满坐标纸．第6页1．因为电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路影响会带来误差．2．测量时读数带来误差，严格按照读数规则．3．在坐标纸上描点、作图带来误差．用细铅笔，严格标度．第7页【例1】有一个小灯泡标有“6V、0.6W”字样，现在要用伏安法测量这个灯泡I－U图线，有以下器材可供选取： A．电压表(0～5V，内阻10kΩ) B．电压表(0～10V，内阻20kΩ) C．电流表(0～0.3A，内阻1Ω) D．电流表(0～0.6A，内阻0.4Ω)第8页E．滑动变阻器(30Ω，2A)F．学生电源(直流9V)，还有开关和导线(1)试验中电压表应选________，电流表应选________．(用序号字母表示)(2)为使试验误差尽可能减小，画出试验电路图．解析：(1)电流表、电压表选择由小灯泡标识可知其额定电压为U1＝6V，额定电流为I1＝0.1A，在额定电压下电阻为R＝60Ω.为了安全，小灯泡两端所加电压不能超出6V，(经过小灯泡电流不能超出0.1A)，要测I－U图线，其电压改变范围应在0～6V间．所以电压表应选择B，电流表应选择C.BC第9页(2)电流表内外接法选择因为电流表、电压表内阻影响，不论采取电流表内接还是外接都将引发系统误差．本试验中小灯泡最大电阻约R1＝60Ω，R1≪RV，为了减小误差，应该用电流表外接法．(3)控制电路选择本题中若采取限流电路，其电路中最小电流是Imin＝0.1A，显然不符合试验要求；且试验数据应包含电压在零附近数值，故只能用分压接法．试验电路图如右图所表示．

答案：(1)BC(2)电流表外接，分压式，看法析图第10页【例2】某同学做“描绘小灯泡伏安特征曲线”试验,试验室提供了下表中器材.小灯泡L(额定电压2.5V,额定电流250mA)直流电源E(电动势3V,内阻不计)电流表A1(量程300mA,内阻约0.5Ω)电流表A2(量程500mA,内阻约0.2Ω)电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)电压表V2(量程6V,内阻约6kΩ)滑动变阻器(最大阻值约10Ω)开关S,导线若干第11页(1)为了使试验误差尽可能小,应选取电流表是

,电压表是

.(2)若该同学已正确选取器材,并连接好部分试验电路.如图2所表示,请在图中完成其余电路连接,要求小灯泡两端电压能在0~2.5V范围连续变化,且尽可能降低试验误差.图2A1V1第12页(3)该同学在正确完成试验后得到如图3所表示伏安特征曲线,他从图线中得到“经过小灯泡电流随电压增大而增大”规律.请你分析图线再写出两条规律:图3第13页a.

;b.

.答案

(1)A1V1(2)以下列图所表示(3)经过小灯泡电流与电压改变关系是非线性关系;小灯泡电阻随温度升高而增大;小灯泡功率随电压增大而增大等第14页【例3】某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”小灯

泡U—I图象,除导线和开关外还备有以下器材可供

选择:A.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)C.电压表(量程5.0V,内阻约为5kΩ)D.电压表(量程15.0V,内阻约为15kΩ)E.滑动变阻器(最大阻值为200Ω,额定电流100mA)F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)G.电源(电动势为6.0V,内阻约为1.5Ω)第15页(1)试验中所用电流表应选

;电压表选;滑动变阻器应选

.(只需填器材前面字母代号)(2)将图4中实物连接成试验所需电路(有两根导线已经接好).试验开始时,滑动变阻器滑片应该置于最

端.(填“左”或“右”)图4FAC第16页(3)经过正确操作,测得数据以下表:请在图5中描点画出小灯泡U—I曲线.图5第17页答案

(1)ACF(2)实物图以下列图所表示左第18页(3)U—I图线以下列图中b所表示第19页【例4】有一规格为“220V,100W”灯泡,现用一准确欧姆表测其电阻,测量结果是()A.大于484Ω B.等于484ΩC.小于484Ω D.无法确定

解析

是灯发烧状态下电阻.用欧姆表测量时,灯丝温度为室温,所以其阻值比484Ω小.C第20页【例5】某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选取一电器元件．图7－5－4为该电器元件伏安特征曲线，有同学对其提出质疑，现需深入验证该伏安特征曲线，试验室备有以下器材：第21页器材(代号)规格电流表(A1)量程0～50mA，内阻约为50Ω电流表(A2)量程0～200mA，内阻约为10Ω电压表(V1)量程0～3V，内阻约为10kΩ电压表(V2)量程0～15V，内阻约为25kΩ滑动变阻器(R1)阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A滑动变阻器(R2)阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA直流电源(E)输出电压6V，内阻不计开关(S)导线若干第22页(1)为提升试验结果准确程度，电流表应选取________；电压表应选取________；滑动变阻器应选取________．(以上均填器材代号)(2)为到达上述目标，请在虚线框内画出正确试验电路原理图，并标明所用器材代号．(3)若发觉试验测得伏安特征曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特征曲线与小电珠伏安特征曲线有何异同点？相同点：__________________________________________；不一样点：__________________________________________.A2V1R1第23页解析：图中①从所给伏安特征曲线看出，最大电流为0.14A，大于电流表A1量程，小于电流表A2量程，所以电流表选择A2.图中最大电压不超出V1量程，且V1测量更准确，R1最大阻值与所给伏安特征曲线反应元件电阻值相当，且I1＝

A＝0.4A＜1A，而R2阻值太大，所以选择R1.②待测元件电阻满足RA＜Rx≪RV，所以选择电流表外接法，伏安特征曲线中要求电压从零开始改变，所以选择滑动变阻器分压式连接．第24页答案：(1)A2V1

R1(2)电路图如右图所表示(3)伏安特征曲线都是非线性．小电珠伏安特征曲线表明随电流和电压增大电阻增大，而该元件伏安特征曲线表明随电流和电压增大电阻减小③伏安特征曲线斜率表示电阻倒数，所测出伏安特征曲线是斜率逐步增大曲线，表明电阻是随电压和电流增大而减小，所以是非线性．而小电珠灯丝是金属，其伏安特征曲线也是非线性，这是二者相同点，但小电珠电阻率是随电压和电流增大而增大，这是二者不一样点．第25页【例6】在描绘小灯泡伏安特征曲线试验中,因为电表内阻影响,会产生系统误差使得小灯泡电阻测量不准确,为了消除这种误差,某同学设计了如图14所表示实物连线图,用来测量小灯泡电阻和两端所加电压U关系,图中两个电压表完全相同且内阻很大,试回答以下问题.第26页图14第27页(1)依据实物连线图在虚线框内画出试验电路图.(2)请补全以下试验步骤①按图中实物连接图连好电路,在闭合开关S之前,滑动变阻器滑动头应调整

.②合上开关S③移动滑动头,调整电阻箱示数,使两个电压表

,则电阻箱读数即为小灯泡电阻,记下小灯泡电阻和电压.最右端示数相同第28页④屡次移动滑动头,并调整电阻箱,但仍保持两个电压表

,记下电阻箱示数和电压表读数.⑤在坐标纸上画出R—U图线,并分析R随U改变规律.(3)试验中画出R—U图线如图所表示,其中正确是