物理选修31鲁科版实验二 描绘小灯泡的伏安特性曲线课件

1、实验二 描绘小灯泡的伏安特性曲线 基础知识梳理 【实验目的】 描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律 【实验原理】 1金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线测出若干组小灯泡两端的电压U和电流I值，然后在坐标纸上以I为纵轴、U为横轴画出IU曲线,2实验电路如图实二1所示，小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使电压能从0开始连续变化，故滑动变阻器采用分压接法 【实验器材】 小灯泡、4 V6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸,核心要点突破 【实验过程】 一、实验步骤 1连电路：按图实二1连接电

2、路，且使滑动变阻器的触头P滑至A端 2测数据：闭合开关，逐渐使P向B端移动，记录不同状态时的电压表、电流表示数，取12组然后拆除电路，整理仪器,二、数据处理 1列表格：将记录的12组U、I值记录在表格中,2.描曲线：在如图实二2所示坐标纸上以电流I为纵轴、电压U为横轴建立直角坐标系，描点绘出IU曲线 3析规律：分析曲线变化规律，分析曲线不为直线的原因,【误差分析】 1测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大； 2测量时读数不准，描绘IU图线时作图不准确造成的偶然误差,【注意事项】 1因本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压

3、接法； 2本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表的外接法； 3开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电,压表读数每增加一个定值(如0.5 V)时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压； 4开关闭合前，变阻器滑片移到图中的A端； 5在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线.,【典例1】 如图实二3所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，某组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接,解析 如图所示实验要求电压从零

4、开始调整，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡内阻较小，电流表采用外接法 答案 见解析,【典例2】 用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电 路，请将实物图(图实二4)连线成为实验电路微安表A(量程200 A，内阻约200 )； 电压表V(量程3 V，内阻约10 k)； 电阻R0(阻值约20 k)； 滑动变阻器R(最大阻值50 k，额定电流1 A)； 电池组E(电动势3 V，内阻不计)； 开关S及导线若干,答案 实物连线如图所示,1有一个小灯泡上标有“6 V,0.2 A”字样，现要测量这个灯泡的伏安特性曲线，所需器材及规格如下： A电压表(010 V，内阻5.0 k) B电流表(00.3 A，

5、内阻2.0 ) C滑动变阻器(10 ) D学生电源(直流9 V) E开关一个，导线若干 画出实验电路图，要求电流、电压从零开始,2某同学在研究标有“3 V,0.3 A”字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据：,(1)在方框内画出实验电路图 (2)在图实二5所示方格纸内画出IU图线 (3)根据IU图线分析小灯泡的电阻随温度升高而_ (4)小灯泡工作电压为3 V时，测得实际电功率为_ W.,解析 (1)描绘元件的伏安特性曲线滑动变阻器应采用分压接法，由实验数据小灯泡的电阻约10 ，故电流表应外接实验电路如图 (2)描点连线之后IU图线如图,(3)由所绘图象，曲线的斜率减小，故电阻增

6、大，电阻率增大； (4)由图象知U3.00 V时I0.205 A，故功率为0.615 W或0.62 W. 答案 (1)见解析图 (2)见解析图 (3)增大 (4)0.615或0.62,3在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6 V，1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有： A直流电源6 V(内阻不计) B直流电流表03 A(内阻0.1 以下) C直流电流表0300 mA(内阻约为5 ) D直流电压表010 V(内阻约为15 k) E滑动变阻器10 ，2 A F滑动变阻器1 k，0.5 A 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)实验中电流表应选用_，滑动变阻

7、器应选用_(均用序号表示) (2)在方框内画出实验电路图 (3)试将图实二6所示器材连成实验电路,答案 (1)C E (2)实验电路如图所示,(3)实物连线图如图所示,4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，备有下列器材： A小灯泡(“3.8 V,0.3 A”) B直流电源(电动势4 V，内电阻约0.5 ) C电流表A1(量程0500 mA，内电阻0.5 ) D电流表A2(量程05 mA，内电阻50 ) E滑动变阻器R1(010 ，额定电流为2 A) F滑动变阻器R2(0100 ，额定电流为0.2 A) G定值电阻R0(950 ，额定电流为2 A) H开关一个、导线若干,(1)某同学发现上述

8、器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图实二7中三种实物连接方式，其中最合理的是_(填代号)；在该电路中，为了操作方便且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选_(填器材前的字母代号),(2)该同学根据(1)中选出的合理电路，在实验中正确操作，测出了多组电流数据并记录在预先设计的表格中(见下表)请将对应的电压值算出，填入该表格中.,(3)请在图实二8所示方格纸中作出小灯泡的伏安特性曲线,解析 (1)由于该实验要求描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压从零开始变化，所以滑动变阻器用分压式接法，滑动变阻器选E，(c)图错又因电流表A1需用外接法，A2改装成电压表应串联一个电阻所以 (b)图正确，(a)图错误 (2)灯泡两端电压 ULIA2(R0RA2)1 000I