高考物理 描繪小燈泡的伏安特型曲線基礎(chǔ)知識(shí)自學(xué)課件.ppt

一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿枥L小燈泡的伏安特性曲線并分析其規(guī)律 二 實(shí)驗(yàn)原理1 利用電流表測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流 利用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓 測(cè)出多組 u i 值 在u i坐標(biāo)系中描出各組對(duì)應(yīng)點(diǎn) 用一條平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái) 就得到小燈泡的伏安特性曲線了 描繪小燈泡的伏安特性曲線 2 滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法 2 限流電路 分壓電路的選擇原則 限流式適合測(cè)量阻值小的電阻 跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小 分壓式適合測(cè)量阻值較大的電阻 一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大 因?yàn)閞x很小 限流式中滑動(dòng)變阻器分得電壓很大 調(diào)節(jié)范圍越大 rx很大 分壓式中rx幾乎不影響電壓的分配 觸頭移動(dòng)時(shí) 電壓變化接近線性關(guān)系 便于調(diào)節(jié) 若采用限流式不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求 即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí) 待測(cè)電阻上的電流 或電壓 仍超過(guò)電流表 或電壓表 的量程 或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流 則必須選用分壓式 若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多 以致在限流電路中 滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從一端滑到另一端時(shí) 待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大 此時(shí) 應(yīng)改用分壓電路 若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始連接可調(diào) 則必須采用分壓式電路 兩種電路均可使用的情況下 應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法 因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單 耗能低 四 實(shí)驗(yàn)步驟1 根據(jù)小燈泡上標(biāo)出的額定電壓和額定電流 選定電源的輸出電壓和電表的量程 2 將小燈泡 電流表 電壓表 滑動(dòng)變阻器 電源 開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的電路 3 將滑片移動(dòng)到右端 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)變阻器 讀出并記錄多組u i數(shù)值 將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中 4 斷開開關(guān) 拆除電路 三 實(shí)驗(yàn)器材小燈泡 3 8v 0 3a 或 9v 0 7a 一個(gè) 電壓表 0 3v 15v 與電流表 0 0 6a 3a 各一個(gè) 滑動(dòng)變阻器 最大阻值20 一個(gè) 學(xué)生低壓直流電源 或電池組 開關(guān)一個(gè) 導(dǎo)線若干 坐標(biāo)紙 鉛筆 五 數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)中的u i數(shù)據(jù)記入下表中 六 誤差分析1 電表的精度和讀數(shù)帶來(lái)的誤差 2 描點(diǎn) 作圖所帶來(lái)的誤差 3 對(duì)圖象進(jìn)行分析計(jì)算所帶來(lái)的誤差 1 在坐標(biāo)紙上以u(píng)為橫軸 i為縱軸建立坐標(biāo)系 選取合適的標(biāo)度 2 在坐標(biāo)紙上描出以上各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 用一條平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái) 得出小燈泡的伏安特性曲線 七 注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)前注意檢查電表是否指零 如果不指零 要調(diào)節(jié)定位螺絲使指針指零 經(jīng)過(guò)計(jì)算可知 小燈泡電阻較小 為了減小誤差 電流表采用外接法 為了使小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了減小誤差 電壓表量程要進(jìn)行變換 當(dāng)u 3v時(shí)采用0 3v量程 u 3v時(shí)采用0 15v量程 3 閉合開關(guān)s前 滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到一端 使開關(guān)閉合時(shí)小燈泡兩端的電壓能從零開始逐漸增大 在滑片移動(dòng)的過(guò)程中 加在小燈泡兩端的電壓不要超過(guò)小燈泡的額定電壓 4 畫u i圖線時(shí) 不要畫成折線 要用平滑曲線連接 如果有個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)該舍棄 考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理的考查 例1 在探究小燈泡的伏安特性實(shí)驗(yàn)中 所用器材有 燈泡l 量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅韆和電壓表v 直流電源e 滑動(dòng)變阻器r 開關(guān)s等 要求燈泡兩端電壓從0v開始變化 1 實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用 接法 填 分壓 或 限流 2 某同學(xué)已連接如圖所示的電路 在連接最后一根導(dǎo)線的c端到直流電源正極之前 請(qǐng)指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處 并說(shuō)明如何改正 a b 解析 1 題目要求燈泡兩端電壓從0v開始變化 因此滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法 3 電路連接正確后 分別測(cè)得兩只燈泡l1和l2的伏安特性曲線如圖中i和ii所示 然后將燈泡l1 l2與電池組 電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均恒定 連成如右圖所示電路 多次測(cè)量后得到通過(guò)l1和l2的電流平均值分別為0 30a和0 60a a 在圖中畫出電池組路端電壓u和電流i的關(guān)系曲線 b 由該曲線可知電池組的電動(dòng)勢(shì)為 v 內(nèi)阻為 取2位有效數(shù)字 1 當(dāng)要求電壓從0v開始變化時(shí) 就應(yīng)選用分壓式接法 2 采用分壓式接法時(shí) 閉合開關(guān)前 應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器所調(diào)節(jié)的電路處于短路狀態(tài) 而采用限流式接法時(shí) 閉合開關(guān)前 應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器在所處的電路中阻值處于最大值 2 a 實(shí)驗(yàn)開始之前 應(yīng)把電路斷開 故開關(guān)s應(yīng)處于斷開狀態(tài) b 滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭放在該位置時(shí) 電壓幾乎全部加在小燈泡上 因此 小燈泡兩端的電壓過(guò)大 可能燒毀小燈泡 應(yīng)將其滑動(dòng)觸頭置于b端 3 a 由于題圖中通過(guò)l1和l2的電流平均值分別為0 30a和0 60a 且燈泡兩端電壓等于電源的路端電壓 所以連接i ii兩曲線端點(diǎn)的直線即為該電池組路端電壓和電流的關(guān)系曲線 b 由該曲線可讀出電池組的電動(dòng)勢(shì)為4 6v 內(nèi)阻r u i 4 6 1 72 2 7 現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓4v 額定功率1 6w的小燈泡 圖中用表示 的伏安特性曲線 要求所測(cè)電壓范圍為0 1v 4v 現(xiàn)有器材 直流電源e 電動(dòng)勢(shì)4 5v 內(nèi)阻不計(jì) 電壓表 量程4 5v 內(nèi)阻約為4 104 電流表 量程250ma 內(nèi)阻約為2 電流表 量程500ma 內(nèi)阻約為1 滑動(dòng)變阻器r 最大阻值約為30 開關(guān)s 導(dǎo)線若干 如果既要滿足測(cè)量要求 又要測(cè)量誤差較小 應(yīng)該選用的電流表是 下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是 甲 考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 1 用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線 2 為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系 已作出電阻隨電流的變化曲線如圖所示 請(qǐng)指出圖線的特征 并解釋形成的原因 例2 在 描繪小燈泡的伏安特性曲線 的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)測(cè)得電流 電壓的數(shù)據(jù)如下表所示 2 特點(diǎn) 電阻隨電流增大存在三個(gè)區(qū)間 電阻隨電流的變化快慢不同 第一區(qū)間電流很小時(shí) 電阻變化不大 第二區(qū)間燈絲溫度升高快 電阻增大快 第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能 燈絲溫度升高變慢 電阻增大也變慢 解析 1 如圖所示 某同學(xué)用圖所示電路 測(cè)標(biāo)有 3 8v 0 3a 的小燈泡的燈絲電阻r隨電壓u變化的圖象 1 除了導(dǎo)線和開關(guān)外 有以下一些器材可供選擇 電流表 a1 量程100ma 內(nèi)阻約2 a2 量程0 6a 內(nèi)阻約0 3 電壓表 v1 量程5v 內(nèi)阻約5k v2 量程15v 內(nèi)阻約15k 滑動(dòng)變阻器 r1 阻值范圍0 10 r2 阻值范圍0 2k 電源 e1 電動(dòng)勢(shì)為1 5v 內(nèi)阻約為0 2 e2 電動(dòng)勢(shì)為4v 內(nèi)阻約為0 04 為了調(diào)節(jié)方便 測(cè)量準(zhǔn)確 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表 電壓表 滑動(dòng)變阻器 電源 填器材的符號(hào) 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 計(jì)算并描繪