选修3-1 测绘小灯泡的伏安特性曲线

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1、实验测绘小灯泡的伏安特性曲线【实验目的，要做什么？实验目的，要做什么？】1.1.测绘小灯泡的伏安特性曲线。测绘小灯泡的伏安特性曲线。2.2.分析伏安特性曲线的变化规律。分析伏安特性曲线的变化规律。【实验器材实验器材】小灯泡小灯泡(2.5 V,0.6 A)(2.5 V,0.6 A)一个、电压表一个、电压表(0(03 V3 V15 V)15 V)与电流表与电流表(0(00.6 0.6 A A3 A)3 A)各一个、滑动变阻器各一个、滑动变阻器( (最大阻值最大阻值20)20)一个、学生低压直流电源一个、学生低压直流电源( (或电池组或电池组) )、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔。、开关一个、导线

2、若干、坐标纸、铅笔。【实验原理，为什么这么做？实验原理，为什么这么做？】1.1.用电流表测出流过小灯泡的电流用电流表测出流过小灯泡的电流, ,用电压表测出小用电压表测出小灯泡两端的电压灯泡两端的电压, ,测出多组测出多组(U,I)(U,I)值值, ,在在U-IU-I坐标系中描坐标系中描出各对应点出各对应点, ,用一条平滑的曲线将这些点连起来。用一条平滑的曲线将这些点连起来。2.2.电流表外接：电流表外接：3.3.滑动变阻器采用分压式：使伏特表电压能从零开始滑动变阻器采用分压式：使伏特表电压能从零开始连续变化。连续变化。3.3.滑动变阻器两种接法的对比：滑动变阻器两种接法的对比：方式方式内容内容

3、限流接法限流接法分压接法分压接法对比说明对比说明两种接法电路图两种接法电路图串、并联关系不同串、并联关系不同负载负载R R上电压调节上电压调节范围范围 UE UE0UE0UE分压电路调节范围分压电路调节范围大大0RERR负载负载R R上电流调上电流调节范围节范围分压电路调节范围分压电路调节范围大大闭合闭合S S前触头位前触头位置置b b端端a a端端都是为了保护电路都是为了保护电路元件元件0EEIRRR E0IR【实验过程实验过程】一、实验步骤一、实验步骤1.1.确定电流表、电压表的量程确定电流表、电压表的量程, ,采用电流表外接法采用电流表外接法, ,滑动变阻器采用分压滑动变阻器采用分压式接

4、法式接法, ,按如图所示的原理图连接好实验电路。按如图所示的原理图连接好实验电路。2.2.把滑动变阻器的滑片调节到图中把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端最左端, ,闭合开关闭合开关S S。3.3.移动滑动变阻器滑片位置移动滑动变阻器滑片位置, ,测出测出1212组左右不同的电压值组左右不同的电压值U U和电流值和电流值I,I,并并将测量数据填入表格中将测量数据填入表格中, ,断开开关断开开关S S。4.4.拆除电路拆除电路, ,整理仪器。整理仪器。U/VU/V0 00.20.20.40.40.60.60.80.81.01.01.21.2I/AI/AU/VU/V1.61.62.02.02.42.

5、42.82.83.23.23.63.63.83.8I/AI/A二、数据处理二、数据处理1.1.在坐标纸上以在坐标纸上以U U为横轴为横轴, ,以以I I为纵轴为纵轴, ,建立坐标系。建立坐标系。2.2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。在坐标纸上描出各组数据所对应的点。3.3.将描出的点用将描出的点用平滑的曲线平滑的曲线连接起来连接起来, ,就得到小灯泡的伏安特性曲线。就得到小灯泡的伏安特性曲线。应是平滑曲线而非折线应是平滑曲线而非折线【误差分析误差分析】1.1.系统误差：由于电压表、电流表不是理想电表系统误差：由于电压表、电流表不是理想电表, ,电表内电阻对电路的影电表内电阻对电路的影响带来

6、的误差。响带来的误差。2.2.偶然误差：偶然误差：(1)(1)电压表、电流表的读数带来的误差。电压表、电流表的读数带来的误差。(2)(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差。在坐标纸上描点、作图带来的误差。【注意事项注意事项】1.1.闭合开关闭合开关S S前前, ,滑动变阻器滑动变阻器滑片应移到使小灯泡分得电压为滑片应移到使小灯泡分得电压为0 0的一端的一端, , 为了防止开关刚闭合时小灯泡两端因电压过大而被烧坏。为了防止开关刚闭合时小灯泡两端因电压过大而被烧坏。2.I-U2.I-U图线在图线在U=1.0VU=1.0V左右将发生明显弯曲左右将发生明显弯曲, ,故在故在U=1.0VU=1.0V左右要

7、多测几组数左右要多测几组数据据, ,以防出现很大误差。以防出现很大误差。3.3.误差较大的点要舍去误差较大的点要舍去,I-U,I-U图线。图线。4.4.建立坐标系时建立坐标系时, ,纵轴表示电流纵轴表示电流, ,横轴表示电压横轴表示电压, ,两坐标轴选取的标度要两坐标轴选取的标度要合理合理, ,使得根据测量数据使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸画出的图线尽量占满坐标纸。热点热点1 1 实验器材、电路的选取实验器材、电路的选取【典例典例1 1】(2013(2013天津高考天津高考) ) 测绘一个标有测绘一个标有“3 V3 V0.6 W”0.6 W”小灯泡的伏安特性曲小灯泡的伏安特性曲线线,

8、 ,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,3 V,并便于操作。已选用的器材有：并便于操作。已选用的器材有：电池组电池组( (电动势为电动势为4.5 V,4.5 V,内阻约内阻约1);1);电流表电流表( (量程为量程为0 0250 mA,250 mA,内阻约内阻约5);5);电压表电压表( (量程为量程为0 03 V,3 V,内阻约内阻约3 k);3 k);电键一个、导线若干。电键一个、导线若干。(1)(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的实验中所用的滑动变阻器应选下列中的( (填字母代号填字母代号) )。A.A.滑动变阻器滑动变阻器( (最大阻值最大阻值2

9、020, ,额定电流额定电流1 A)1 A)B.B.滑动变阻器滑动变阻器( (最大阻值最大阻值1 750,1 750,额定电流额定电流0.3 A)0.3 A)(2)(2)实验的电路图应选用下列的图实验的电路图应选用下列的图( (填字母代号填字母代号) )。(3)(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示, ,如果将这个小灯泡接到电如果将这个小灯泡接到电动势为动势为1.5 V,1.5 V,内阻为内阻为55的电源两端的电源两端, ,小灯泡消耗的功率是小灯泡消耗的功率是W W。答案：答案：(1)A(1)A(2)B(2)B(3)0.1(3)0.1热点热点2 2 电路

10、的连接和实验数据分析电路的连接和实验数据分析【例例2 2】(2011(2011广东高考广东高考) )描绘小电珠的伏安特性曲线实验中描绘小电珠的伏安特性曲线实验中, ,实验器材有：小电珠实验器材有：小电珠(2.5V,0.6 W),(2.5V,0.6 W),滑动变阻器滑动变阻器, ,多用电表多用电表, ,电流表电流表, ,学生电源学生电源, ,开关开关, ,导线若干。导线若干。(1)(1)测小电珠的电阻测小电珠的电阻, ,应选择多用电表应选择多用电表倍率的电阻挡倍率的电阻挡( (“1”“1”“10”10”或或“100”);100”);调零后调零后, ,将表笔分别与小电珠的两极连接将表笔分别与小电珠

11、的两极连接, ,示数如图甲示数如图甲, ,结果为结果为。(2)(2)实验中使用多用电表测量电压实验中使用多用电表测量电压, ,请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线。请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线。(3)(3)开关闭合前开关闭合前, ,应将滑动变阻器的滑片应将滑动变阻器的滑片P P置于置于端端, ,为使小电珠亮度增加为使小电珠亮度增加,P,P应由中点向应由中点向 端滑动。端滑动。数据点数据点a ab bc cd de ef fU/VU/V0.000.000.500.501.001.001.501.502.002.002.502.50I/AI/A0.0000.0000.1220.1220