高二物理描绘小灯泡的伏安特性曲线PPT精品课件

物理高三复习课件：7.4 实验 （二）：描绘小灯泡的伏安特性曲
线
一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律。 二、实验原理 利用电流表测出通过小灯泡的电流，利用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组 (U,I)值，在U-I坐标系中描出各组对应点，用一条平滑的曲线把这些点连接起来，就得到 小灯泡的伏安特性曲线了。 三、实验器材 小灯泡(3.8 V,0.3 A)或(9 V,0.7 A)一个，电压表(0~3 V~15 V)与电流表(0~0.6 A~3 A)各 一个，滑动变阻器(最大阻值20 Ω)一个，学生低压直流电源(或电池组)，开关一个，导线 若干，坐标纸、铅笔。
四、实验步骤
1.根据小灯泡上标出的额定电压和额定电流，选定电源的输出 电压和电表的量程；
2.将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导 线连接成如图7-4-1所示的电路；
3.将滑片移动到右端，闭合开关，调节变阻器，读出并记录多 组U、I数值，将测量数据填入表格中；
4.断开开关，拆除电路。
图7-4-1
热点一 实验仪器、电路的选择
【例1】［2009年高考福建理综卷］某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元 件。图7-4-2为 该
电器器材元(代件号的) 伏安特性曲线，有同规学格对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
电流表(A1) 电流表(A2) 电压表(V1) 电压表(V2) 滑动变阻器(R1) 滑动变阻器(R2) 直流电源(E)
何异同点通？过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系。
相同点：该__元__件__的__电__阻__值__随__电__压__的__升__高__而__减__小__，__而__小__电__珠__的__电__阻__值__随__电__压__的__升__高__而__增__大__。______________，
V1
R1
(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用______；电压表应选用______；滑动变阻器应选用_____。(以
上均填器材代号)
(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。
(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有
表是__A_2__，下面两个电路应该选用的是_甲____。
图7-4-4
热点二 实验数据的处理
【例2】要描绘某电学元件(最大电流不超过6 mA，最大电压不超过7 V)的伏安特性曲线，设计 电路如图7-4-5所示。图中定值电阻R为1 kΩ，用于限流；电流表 量程为10 mA，内阻约 为5 Ω；电压表(未画出)量程为10 V，内阻约为10 kΩ；电源电动势E为12V，内阻不计。 (1)实验时有两个滑动变阻器可供选择： a.阻值0~200 Ω，额定电流0.3 A b.阻值0~20 Ω，额定电流0.5 A 本实验应选用的滑动变阻器是____(填“a”或“b”)。 (2)正确接线后，测得数据如下表：
开关(S)
导线若干
量程0~50 mA，内阻约为50 Ω 量程0~200 mA，内阻约为10 Ω 量程0~3 V，内阻约为10 kΩ 量程0~15 V，内阻约为25 kΩ 阻值范围0~15 Ω，允许最大电流1 A 阻值范围0~1 kΩ ，允许最大电流100 mA 输出电压6 V，内阻不计
图7-4-2
A2
五、数据处理 U实/V验中0的U、0I.2数据0记.4入下0表.6中 0.9 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.8
I/A 0
(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系，选取合适的标度； (2)在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连接起来，得 出小灯泡的伏安特性曲线。 六、误差分析 1.电表的精度和读数带来的误差； 2.描点、作图所带来的误差； 3.对图象进行分析计算所带来的误差。 七、注意事项 1.实验前注意检查电表是否指零，如果不指零，要调节定位螺丝使指针指零。经过计算 可知，小灯泡电阻较小，为了减小误差，电流表采用外接法，为了使小灯泡两端的电压能从 零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法； 2.实验过程中为了减小误差，电压表量程要进行变换。当U≤3 V时采用0~3 V量程；U>3 V时采用0~15 V量程； 3.闭合开关S前，滑动变阻器滑片应移到一端，使开关闭合时小灯泡两端的电压能从零开 始逐渐增大，在滑片移动的过程中，加在小灯泡两端的电压不要超过小灯泡的额定电压。 4.画U-I图线时，不要画成折线，要用平滑曲线连接，如果有个别偏离较远的点应该舍弃。
不同点：__________________________________________________________________________________。
【解析】(1)由图7-4-2可知，该电器元件的允许电压小于3
V,对应的电流小于0.14 A，其阻值范围小于50 Ω，故电流表应
珠的电阻值随电压的升高而增大。
1 现要测定一个额定电压4 V、额定功率1.6 W的小灯泡(图7-4-4 中用 表示)的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1 V～4 V。 现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，电压表 (量 程4.5 V，内阻约为4×104 Ω)，电流表 (量程250 mA，内阻约 为2 Ω)，电流表 (量程500 mA，内阻约为1 Ω)，滑动变阻器 R(最大阻值约为30 Ω)，开关S，导线若干。 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流
选A2，电压表应选V1，滑动变阻器应选R1。 (2)由RV=10 kΩ,RA=10 Ω知，应用外接法；
测量U、I的范围较大，且从零开始测量，应用
滑动变阻器的分压接法，如图7-4-3所示。
(3)相同点：通过该元件的电流与电压的变 化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系
图7-4-3
都是非线性关系。
不同点：该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小电
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ห้องสมุดไป่ตู้45
U(V) 0.00 3.00 6.00 6.16 6.28