高中物理 第二章 恒定电流 第3节 第2课时 实验描绘小

三、注意事项 1.本实验中被测小电珠的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法. 2.本实验要作出I-U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.为保护元件不被烧毁,开关闭合前变阻器滑片应位于阻值的最大位置处. 4.加在灯泡两端的电压不要超过灯泡的额定电压. 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.
第2课时 实验:描绘小电珠的伏安特性曲线
实验基础 实验核心 典型例题
实验基础 认知
实验核心 探究
一、数据处理
1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,并选取适当的单位.
2.用描点法在坐标纸上标出各组U,I值的对应点位置. 3.用平滑曲线将各点依次连接起来. 4.分析小电珠伏安特性曲线的变化规律. 二、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值比真实值大. 2.描绘I-U图线时作图不准确造成的偶然误差. 3.测量时读数不准确和在坐标纸上描点不准确引起的误差.
类型二 伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用 【例2】 (2018·山东潍坊实验中学高二测试)某同学在“描绘小灯泡的伏安 特性曲线”的实验中得到如下表所示的几组U和I的数据:
编号 1
2
3
4
5
6
7
8
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
Rx< RVRA 时,用电流表外接法;
Rx> RVRA 时,用电流表内接法.
(2)滑动变阻器 两种接法的选择方法 ①若采用限流式接法不能控制电流(或电压)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. ②若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多,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. ③若实验中要求测量电路中电压从零开始变化,则必须采用分压式接法. 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、耗能低.
典型例题 研习
类型一 实验仪器及电路的选择
【例1】 (2018·河南新乡高三模拟改编)要测绘一个标有“3 V 0.6 W” 小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于 操作.已选用的器材有: 电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω ); 电流表(量程为0～250 mA,内阻约5 Ω ); 电压表(量程为0～3 V,内阻约3 kΩ ); 开关一个、导线若干.
应选择电流表的外接法,综上可知电路图应选用图 B.
(3)如图所示.
答案:(1)A (2)B (3)见解析
方法总结 实验电路的选择
(1)伏安法测电阻的电路选择 ①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较, 若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法. ②临界值计算法
解析:(1) 根据“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作” 可知控制电路必定为“分压电路”,而“分压电路”需要用总阻值较小 的滑动变阻器,故选A.
(2)在(1)中已经明确了控制电路,继续要选择电流表的接法,题中 Rx = 15 =3, RA 5
而 RV = 3000 =200,可知电压表的分流作用不如电流表的分压作用明显,故而 Rx 15
(1)在图中画出I-U图像.
解析:(1)画出I-U图像如图所示. 答案:(1)见解析图
(2)从图像上可以看出,当电压逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是
.
解析:(2)曲线开始呈直线状说案:(2)开始时不变,后来增大
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的
(填字母代号).
A.滑动变阻器(最大阻值20 Ω ,额定电流1 A)
B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω ,额定电流0.3 A)
(2)实验的电路图应选用下列图中的
(填字母代号).
(3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图.
〚思路探究〛 (1)题意要求电压由零逐渐增加,则滑动变阻器采用哪种 连接方式?选阻值大还是阻值小的滑动变阻器? (2)小灯泡是大阻值还是小阻值的电阻?伏安法选用外接法还是内接法? 答案:(1)分压式,选阻值小的滑动变阻器. (2)小阻值的电阻,外接法.