43描绘小灯伏泡安特性曲线.ppt

43　实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 本节在高考中为Ⅱ级要求，在高考电学实验中，电阻测量出现的频率最高.本讲实验以伏安法测电阻为核心，同学们在学习电阻测量的方法时，应先研究掌握好伏安法中器材的选择、电路的连接、数据处理、误差分析，在此基础上再进行拓展创新，去探究一些新的测量电阻的方法. 　　;　　一、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. 　　二、实验原理 　　1.用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组（U，I）值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线. 　　2.小灯泡（3.8 V，0.3 A）的电阻很小，当它与电流表（量程为0.6 A）串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，即测出U、I的值，电流表应采用外接法；为使小灯泡上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.;　　三、实验器材 　　小灯泡（3.8 V，0.3 A）一只，电压表（0~6V）、电流表（0~0.6 A）各一只，滑动变阻器一只，学生低压直流电源（或电池组）、开关一只、导线若干、坐标纸、铅笔. 　　四、实验步骤 　　　　　　　　　　　图50-1 ;　　1.连接电路 　　将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示的电路. 　　2.测出小灯泡在不同电压下的电流 　　（1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应移到最左端（起保护电路作用），以使开关闭合时灯泡两端的电压能从零开始变化.同时，这样做也可防止开关刚闭合时灯泡两端的电压过大而烧坏灯丝. 　　（2）改变滑动变阻器滑片的位置，测出14组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格. ;　　3.画出伏安特性曲线 　　（1）在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系. 　　（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点.（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜） 　　（3）将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线. 　　4.拆除电路，整理仪器 　　;五??数据处理 1.测绘小灯泡的伏安特性曲线的数据处理 测量多组电流、电压值，画出小灯泡的I－U图象，分析小灯泡的电阻变化情况，可以根据图像求出灯泡的不同电压下的电流和功率。 2.测绘小灯泡的伏安特性曲线的误差分析 (1)电流表、电压表的读数带来的误差； (2)描点、作图带来的误差；（用平滑的曲线连接各点偏离较大的点舍去） (3)对图象处理时带来的误差.（I-U图像时图像斜率越大电阻越小，U-I图时斜率越大电阻越大）;六、实验注意事项 　　1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法. 　　2.因本实验要作出I-U图线，要求测出电压从零变化至 U额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法.　 　　3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图51-1中的A端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值. 　　4.实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不会偏向一边或过小或过大. 　　5.画I-U曲线时，不能画成折线，而应画成平滑的曲线，偏差较大的点应舍弃. 　　;　　例1　在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有标有“6 V　1.5 W”字样的小灯泡、导线和开关外，还有下列器材： 　　A.直流电源（6 V，内阻不计）； 　　B.直流电流表（量程为3 A，内阻0.1 Ω以下）； 　　C.直流电流表（量程为300 mA，内阻约为5 Ω）； 　　D.直流电压表（量程为10 V，内阻约为15 kΩ）； 　　E.滑动变阻器（10 Ω，2 A）； 　　F.滑动变阻器（1 kΩ，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_______，滑动变阻器应选用;______.（均用序号表示） 　　（2）在虚线框内画出实验电路图. 　　　　 　　　　 （3）试将图所示的器材 连成实物电路. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;　 　 例2：某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成线状元件Z进行实验，测出元件Z中对应的电流、电压的数值。实验记录数据如下表所示： ;（2）按照正确的电路图，连接图（1）中的实物图，且要求开关闭合后，元件z上的电压最小。; 例3：在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V、1.5W”的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流．现有如下器材： A．直流电源3V（内阻可不计） B．直流电流表0～3A（内阻0.1Ω） C．直流电流表0～600mA（内阻约0.5Ω） D．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ） E．直流电压表0～1