描绘小电珠的伏安特性曲线.ppt

1、实验八描绘小电珠的伏安特性曲线,本节目录,基础理论储备,知能优化演练,创新实验评析,经典例题展示,实验目的 1描绘小电珠的伏安特性曲线 2分析曲线的变化规律,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接起来 2电流表外接：因为小电珠电阻很小，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0开始连续变化 3滑动变阻器两种接法的对比,4.分压和限流电路的选择原则 (1)若采用限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

2、(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式电路 (2)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,应改用分压式电路 (3)若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路. (4)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、能耗低,实验器材 小电珠(“4 V0.7 A”或“3.8 V0.3 A”)、46 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔,实验步骤 甲 1按图甲连接好实验电路 2把滑动变阻器的滑片P调节到a

3、端，电路经检查无误后，闭合开关S.,3改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入表格内，断开开关S. 4在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线 5整理实验器材,误差分析 1由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，则电流表示数偏大 2测量时读数带来误差 3在坐标纸上描点、作图带来误差,注意事项 1本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法 2本实验要作出UI图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法 3为保护元

4、件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图甲中的a端 4加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压 5连图线时曲线要平滑，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，绝对不要画成折线,拓展创新 测小电珠电阻的另一种方法 实验原理：如图乙所示，两个电压表完全相同且内阻很大移动滑动头，调节电阻箱的示数，使两个电压表示数相同，则电阻箱的读数即为小电珠电阻，记下小电珠的电阻和电压；多次移动滑动头，采用相同方法，记下相应电阻箱示数和电压表的读数在坐标纸上画出RU图线，并分析R随U变化的规律 乙,误差分析：小电珠电阻的测量值不受电表内阻的影响，测量误差取决于电压表的灵敏度、电阻箱的精度和读数的准确性,考点1实验步骤

5、及原理的考查 (2012高考安徽卷)如图为“测绘小电珠伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小电珠额定电压为2.5 V.,(1)完成下列实验步骤： 闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_； 闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_； 断开开关根据实验数据在方格纸上作出小电珠灯丝的伏安特性曲线 (2)在虚线框中画出实物电路相应的电路图,【解析】(1)滑动变阻器在最左端时，小电珠电压最小,为了保护小电珠不被烧坏，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在最左端在调节滑动变阻器时，应注视电压表的示数，不能超过小灯泡的额定电压 (2)如图所示,【答案】(1)使它靠近变阻器左端的接线柱增加小电珠两端的电压，记录电

6、流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压 (2)见解析图,考点2电路设计与数据处理 图中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小电珠的IU特性曲线的实验器材 (1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整,(2)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于_(选填“A端”、“B端”或“AB中间”) (3)实验中测得有关数据如下表：,根据表中的实验数据，在下图中画出小电珠的IU特 性曲线 (4)若已知小电珠灯丝在27 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，试估算该小电珠以额定功率工作时灯丝的温度约为_.(保留三位有效数字),【解析】(1)对于小电珠

7、的伏安特性曲线的实验，电流和电压要从零开始调节，故本实验必须使用滑动变阻器分压式接法；由于小电珠的电阻较小，实验室中的电压表内阻远大于小灯泡的电阻，故采用电流表外接法进行伏安法测电阻；在连接实物图时要注意电表的量程与正负极 (2)在实验开始前要检查电路的安全性，为了保护电流表和电压表，需要将滑动变阻器的分压值调为零，即将滑片置于A位置,【答案】(1)如图所示 (2)A端 (3)如图所示 (4)1.64103(1.581031.65103均对),【范例】某同学利用如图所示的实验电路来探究电阻Rx随电压U变化的关系操作如下：,A闭合开关S1，单刀双掷开关S2拔到a点，适当调节滑动变阻器R，读出电压

8、表示数U1，保持R阻值不变，把S2拔到b点，调节电阻箱R的阻值，直到电压表示数仍为U1，电阻箱读数为R1 B把S2再拔到a点，调节R的阻值，读出电压表示数U2；把S2再拔到b点，调节电阻箱R的阻值，直到电压表示数为U2，此时电阻箱读数为R2 C改变滑动变阻器R的阻值，重复上述操作，得到几组电压表示数与R的数据如下表,(1)请根据实验数据作出UR关系图象 (2)若电压表示数为2.00 V利用(1)中测绘的UR图象可得Rx_ .,【解析】(1)先以实验得到的每一组(R，U)数据描点，然后用平滑的曲线连接以上描点，得到UR图线如图所示 (2)对照UR图线，找到图线上U2.00 V点，读出其对应的Rx

9、20 .(1921 也可以),【答案】(1)见解析(2)20 【名师点评】本实验是采用替代法测量电阻Rx在不同电压下的阻值的，因此描绘出的UR图线即为URx图线,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,实验九测定电源的电动势和内阻,本节目录,基础理论储备,知能优化演练,创新实验评析,经典例题展示,实验目的 1掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律 2掌握用图象法求电动势和内阻的方法,实验原理 1实验电路：如图甲所示 甲 2实验原理：闭合电路的欧姆定律,实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔,实验步骤 1电流表

10、用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按图甲连接好电路. 2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中. 4.断开开关，拆除电路，整理好器材,数据处理 本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法 法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小,误差分析 1由读数误差和电表线性不良引起误差

11、 2用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差 丙,3本实验采用的如图甲所示的测量电路是存在系统误差的,这是由于电压表的分流IV引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真因为I真I测IV，而IVU/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时，IV也趋近于零所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小修正后的图线如图丙所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测r真、E测E真,4若采用如图丁所示电路，电流是准确的，当I很小时，电流表的分压很小，但随电压的增大，电流I增大，电流表的分压作用也逐渐增大此种情况如图戊所示，所以E测E真、r测r真

12、丁戊,注意事项 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池) 2在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使得E、r明显变化,3测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值 4在画UI图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差,拓展创新测量电动势和内阻的其他方法 1安阻法 用一个电流表和电阻箱测量，电

13、路如图，测量原理为：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大,考点1仪器的选取及实验原理 (2011高考四川卷)为测量一电源的电动势及内阻 (1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表 A量程为1 V、内阻大约为1 k的电压表V1 B量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表V2 C量程为3 V、内阻为3 k的电压表V3 选择电压表_串联_k的电阻可以改装成量程为9 V的电压表,(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势

14、及内阻的实验原理电路图,(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 ；电压表示数为2.00 V时,电阻箱的阻值为40.0 ，则电源的电动势E_ V，内阻r _ .,【答案】(1)V3或C6(2)见解析图(3)7.510,考点2对实验原理和数据处理的考查 (2012高考重庆卷)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图所示 (1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式_，利用测量数据作出UI图

15、象，得出E和r.,(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路,(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的UI图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知： 在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”) 曲线(c)对应的电源电动势E_ V，内阻r_ ，当外电路总电阻为2500 时，该电源的输出功率P_ mW.(均保留三位有效数字),【答案】(1)UEIr (2)如图所示 (3)不变增大0.9754780.268,【范例】(2012高考福建卷)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E. (1)先直接用多用电表测定该电池电动势在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为_ V.,(2)然后，用