第4讲小灯泡的伏安特性曲线.docVIP

第4讲　实验八　描绘小电珠的伏安特性曲线第讲　实验一、二、实验操作、数据处理及实验结果的分析实物连线的原则三、实验原理及实验方法的迁移 四、一、原理：注意事项 1．电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法． 2．滑动变阻器应采用分压式连接 本实验要作出U-I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．保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端．加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压． 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，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值． 2．测量时读数带来误差． 3．在坐标纸上描点、作图带来误差.　实验操作、数据处理及实验结果的分析 【典例1】 一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图甲所示的电路图．请回答下列问题： 图(1)请将图乙中的实物连线按电路图补充完整． (2)考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值． (3)闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑片，总不能将电压表的示数调为零．原因可能是图中的________(填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”)处接触不良． (4)实验测得表格中的7组数据．请在图中的坐标纸上作出该元件的IU图线. 序号 电压/V 电流/A 1 0 0 2 0.40 0.02 3 0.80 0.05 4 1.20 0.12 5 1.60 0.20 6 2.00 0.31 7 2.40 0.44 图(5)为了求元件Q在IU图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由R＝求得．乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由R＝求得．其中________(填“甲”或“乙”)同学的方法正确． 实物连线的原则 1．先串后并，接线到柱，注意量程和正负． 2．对限流电路，用笔画线代替导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)． 3．对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间．【变式跟踪1】 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有： A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计) B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω) C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω) D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ) E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ) F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A) G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A) 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据． (1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)． (2)请按要求将图3中所示的器材连成实验电路． 图3 (3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图4甲所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W．(结果保留两位有效数字) 　 甲　　　　　　　　　　　　　乙 图4 实验原理及实验方法的迁移 【典例2】 已知一个标有 图5 “2.4 V，0.06 A”字样的电学元件的RU特性如图5所示．某同学想利用下列可供选择的实验器材，设计一个电路验证该元件的电阻R随电压U变化的图象． 可供选择的器材有： 电流表A1(量程100 mA，内阻约2 Ω)； 电流表A2(量程0.3 A，内阻约0.3 Ω)； 电压表V1(量程1 V，内阻500 Ω)； 电压表V2(量程15 V，内阻1 kΩ)； 定值电阻R1(电阻为1 kΩ)； 定值电阻R2(电阻为10 kΩ)； 滑动变阻器R0(0～10 Ω，2 A)； 电池E(电动势为3 V，内阻很小)； 导线若干和开关S一个． (1)利用实验电路测量时，该同学为了提高准确度，测量了多组数据．他在实验中应选用电流表________，电压表________，定值电阻________(填所选器材的符号)． (2)在方框内画出该同学的实验电路图．(3)在实验过程中，元件正常工作时电压表的示数应为