實驗九 描繪小電珠的伏安特性曲線PPT課件

1、考情案例導(dǎo)析考情案例導(dǎo)析實驗九實驗九描繪小描繪小電珠的電珠的伏安特伏安特性曲線性曲線實驗理論指導(dǎo)實驗理論指導(dǎo)知能演練提升知能演練提升第1頁/共44頁第2頁/共44頁（1）描繪小電珠的伏安特性曲線。）描繪小電珠的伏安特性曲線。（2）分析伏安特性曲線的變化規(guī)律。）分析伏安特性曲線的變化規(guī)律。第3頁/共44頁1實驗原理實驗原理 用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組電珠兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在值，在UI坐標(biāo)系坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連起來。中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連起來。2電路

2、設(shè)計電路設(shè)計 (1)電流表外接：因為小電珠的電阻很小，如果電流表電流表外接：因為小電珠的電阻很小，如果電流表內(nèi)接，誤差明顯較大。內(nèi)接，誤差明顯較大。（2）滑動變阻器采用分壓式：使電壓能從零開始連續(xù)變化。）滑動變阻器采用分壓式：使電壓能從零開始連續(xù)變化。第4頁/共44頁3滑動變阻器的限流接法和分壓接法?；瑒幼冏杵鞯南蘖鹘臃ê头謮航臃ā?1)兩種接法比較：兩種接法比較：方式方式內(nèi)容內(nèi)容限流接法限流接法分壓接法分壓接法對比說明對比說明兩種接法兩種接法電路圖電路圖串、并聯(lián)關(guān)串、并聯(lián)關(guān)系不同系不同第5頁/共44頁第6頁/共44頁(2)兩種接法的適用條件：兩種接法的適用條件：限流式接法適合測量阻值小的電阻

3、限流式接法適合測量阻值小的電阻(與滑動變阻器總與滑動變阻器總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小)。因。因為為Rx小，限流式中滑動變阻器分得電壓大，移動滑動小，限流式中滑動變阻器分得電壓大，移動滑動觸頭調(diào)節(jié)范圍大。觸頭調(diào)節(jié)范圍大。分壓式接法適合測量阻值較大的電阻分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(比滑動變阻器比滑動變阻器的總電阻大的總電阻大)。因為。因為Rx大，分壓式中大，分壓式中Rx幾乎不影響電壓幾乎不影響電壓的分配，移動滑動觸頭電壓變化明顯，便于調(diào)節(jié)。的分配，移動滑動觸頭電壓變化明顯，便于調(diào)節(jié)。第7頁/共44頁 以下幾種情況必須采用分壓接法：以

4、下幾種情況必須采用分壓接法：a若采用限流式不能控制電路中電流滿足實驗要求，即若采用限流式不能控制電路中電流滿足實驗要求，即不論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，待測電阻上的電流不論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，待測電阻上的電流(或電壓或電壓)都都會超過電流表會超過電流表(或電壓表或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定的量程，或超過待測電阻的額定電流，則必須選用分壓式接法。電流，則必須選用分壓式接法。b若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑動觸頭從一端滑到另一在限流電路中，滑動變阻器的滑動觸頭從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化

5、范圍不夠大，不利端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，不利于多次測量求平均值，此時，應(yīng)改用分壓式接法。于多次測量求平均值，此時，應(yīng)改用分壓式接法。第8頁/共44頁c若實驗中要求電壓從零開始連續(xù)可調(diào)，則必須采用若實驗中要求電壓從零開始連續(xù)可調(diào)，則必須采用分壓式接法。分壓式接法。在兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接在兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法電路簡單、耗能低。法，因為限流式接法電路簡單、耗能低。第9頁/共44頁4儀器的選擇儀器的選擇(1)電表的選擇：先估算電流或電壓值，在選擇電流表或電表的選擇：先估算電流或電壓值，在選擇電流表或 電壓表時，應(yīng)使指

6、針達到半偏以上。電壓表時，應(yīng)使指針達到半偏以上。(2)滑動變阻器的選擇：實驗電路若采用限流式接法，一滑動變阻器的選擇：實驗電路若采用限流式接法，一 般選用阻值適當(dāng)大一些的滑動變阻器，但不可過大；般選用阻值適當(dāng)大一些的滑動變阻器，但不可過大； 實驗電路若采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小一些的滑實驗電路若采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小一些的滑 動變阻器，以便于調(diào)節(jié)，但要注意其額定電壓和額定動變阻器，以便于調(diào)節(jié)，但要注意其額定電壓和額定 電流值。電流值。第10頁/共44頁(3)電源的選擇：綜合考慮小電珠、電壓表、電流表的電源的選擇：綜合考慮小電珠、電壓表、電流表的 量程以及滑動變阻器的阻值，保證能為實驗提

7、供合量程以及滑動變阻器的阻值，保證能為實驗提供合 適的電流或電壓。適的電流或電壓。第11頁/共44頁 小電珠，電壓表與電流表，滑動變阻器，學(xué)生低壓小電珠，電壓表與電流表，滑動變阻器，學(xué)生低壓直流電源直流電源(或電池組或電池組)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙、鉛筆。，開關(guān)，導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙、鉛筆。第12頁/共44頁（1）根據(jù)小電珠上標(biāo)示的額定電壓和額定電流，選定電）根據(jù)小電珠上標(biāo)示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。源的輸出電壓和電表的量程。（2）將小電珠、電流表、電壓表、滑動變）將小電珠、電流表、電壓表、滑動變 阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖 實

8、實91所示的電路。所示的電路。 圖實圖實91第13頁/共44頁(3)將滑動變阻器的觸頭移動到右端，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑將滑動變阻器的觸頭移動到右端，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出并記錄多組動變阻器，讀出并記錄多組U、I數(shù)值，將測量數(shù)據(jù)填數(shù)值，將測量數(shù)據(jù)填入表格中。入表格中。(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理儀器。斷開開關(guān)，拆除電路，整理儀器。第14頁/共44頁實驗中的實驗中的U、I數(shù)據(jù)記入下表中：數(shù)據(jù)記入下表中：U/V00.2 0.4 0.6 0.9 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.8I/A 0第15頁/共44頁(1)在坐標(biāo)紙上以在坐標(biāo)紙上以U為橫軸、為橫軸、I為縱軸建立坐

9、標(biāo)系，選取合為縱軸建立坐標(biāo)系，選取合適的標(biāo)度。適的標(biāo)度。(2)在坐標(biāo)紙上描出以上各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點，用一條平滑在坐標(biāo)紙上描出以上各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點，用一條平滑的曲線把這些點連起來，得到小電珠的伏安特性曲線。的曲線把這些點連起來，得到小電珠的伏安特性曲線。第16頁/共44頁(1)電路的連接方式：電流表應(yīng)采用外接法，滑動變阻器電路的連接方式：電流表應(yīng)采用外接法，滑動變阻器 應(yīng)采用分壓式連接。應(yīng)采用分壓式連接。(2)閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)移到使小電珠的電壓為閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)移到使小電珠的電壓為0的一端。的一端。(3)在在IU圖線彎曲處，繪點要密。圖線彎曲處，繪點要密。(4)IU圖線上各點要用平滑曲線連

10、接，不在圖線上的數(shù)圖線上各點要用平滑曲線連接，不在圖線上的數(shù) 據(jù)點應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè)，不要畫成折線。據(jù)點應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè)，不要畫成折線。第17頁/共44頁(1)由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路 的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流， 使測得的電流值大于真實值。使測得的電流值大于真實值。(2)測量時讀數(shù)帶來誤差。測量時讀數(shù)帶來誤差。(3)在坐標(biāo)紙上描點，作圖帶來誤差。在坐標(biāo)紙上描點，作圖帶來誤差。第18頁/共44頁 由于人工讀數(shù)和繪制伏安特性曲線時存在較大誤差，由于人工讀數(shù)

11、和繪制伏安特性曲線時存在較大誤差，故可采用故可采用“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)的采集和處理，數(shù)字化實驗系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)的采集和處理，如圖實如圖實92所示，電流和電壓均可由傳感器測出，并能所示，電流和電壓均可由傳感器測出，并能得到盡可能多的連續(xù)的且差距不太大的數(shù)據(jù)，然后輸入電得到盡可能多的連續(xù)的且差距不太大的數(shù)據(jù)，然后輸入電腦，由電腦對數(shù)據(jù)進行分析，對偏差很大的數(shù)據(jù)進行自動腦，由電腦對數(shù)據(jù)進行分析，對偏差很大的數(shù)據(jù)進行自動取舍，再進行繪圖，便得到小電珠的伏安特性曲線。取舍，再進行繪圖，便得到小電珠的伏安特性曲線。 第19頁/共44頁圖實圖實92第20頁/共44頁第21頁/共44頁例例1(20

12、11福建高考福建高考)某同學(xué)在探究規(guī)格為某同學(xué)在探究規(guī)格為“6 V,3 W”的的小電珠伏安特性曲線實驗中：小電珠伏安特性曲線實驗中：(1)在小電珠接入電路前，使用多用電表直接測量小電珠的在小電珠接入電路前，使用多用電表直接測量小電珠的電阻，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋至電阻，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋至_擋進行測量。擋進行測量。(填選填選項前的字母項前的字母)A直流電壓直流電壓10 VB直流電流直流電流5 mAC歐姆歐姆100 D歐姆歐姆1第22頁/共44頁(2)該同學(xué)采用圖實該同學(xué)采用圖實93甲所示的電路進行測量。圖中甲所示的電路進行測量。圖中R為滑動變阻器為滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍020 ，額定電流，額定電

13、流1.0 A)，L為待為待測小電珠，測小電珠， 為電壓表為電壓表(量程量程6 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻20 k)， 為電為電流表流表(量程量程0.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻1 )，E為電源為電源(電動勢電動勢8 V，內(nèi)阻不，內(nèi)阻不計計)，S為開關(guān)。為開關(guān)。圖實圖實93第23頁/共44頁.在實驗過程中，開關(guān)在實驗過程中，開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的滑片閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)應(yīng)置于最置于最_端；端；(填填“左左”或或“右右”).在實驗過程中，已知各元器件均無故障，但閉合開關(guān)在實驗過程中，已知各元器件均無故障，但閉合開關(guān)S后，無論如何調(diào)節(jié)滑片后，無論如何調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)總是調(diào)，電壓表和電流表的示數(shù)

14、總是調(diào)不到零，其原因是不到零，其原因是_點至點至_點的導(dǎo)線沒有連點的導(dǎo)線沒有連接好；接好；(圖甲中的黑色小圓點表示接線點，并用數(shù)字標(biāo)記，圖甲中的黑色小圓點表示接線點，并用數(shù)字標(biāo)記，空格中請?zhí)顚憟D甲中的數(shù)字，如空格中請?zhí)顚憟D甲中的數(shù)字，如“2點到點到3點點”的導(dǎo)線的導(dǎo)線)第24頁/共44頁.該同學(xué)描繪出小電珠的伏安特性曲線示意圖如圖乙該同學(xué)描繪出小電珠的伏安特性曲線示意圖如圖乙所示，則小電珠的電阻值隨工作電壓的增大而所示，則小電珠的電阻值隨工作電壓的增大而_。(填填“不變不變”、“增大增大”或或“減小減小”)第25頁/共44頁第26頁/共44頁答案答案(1)D(2).左左.15(或或51).增大

15、增大第27頁/共44頁例例2(2011廣東高考廣東高考)在在“描繪小電珠的伏安特性曲線描繪小電珠的伏安特性曲線”實實驗中，所用器材有：小電珠驗中，所用器材有：小電珠(2.5 V,0.6 W)，滑動變阻器，多，滑動變阻器，多用電表，電流表，學(xué)生電源，開關(guān)，導(dǎo)線若干。用電表，電流表，學(xué)生電源，開關(guān)，導(dǎo)線若干。(1)粗測小電珠的電阻，應(yīng)選擇多用電表粗測小電珠的電阻，應(yīng)選擇多用電表_倍率的電倍率的電阻擋阻擋(請?zhí)顚懻執(zhí)顚憽?”、“10”或或“100”)；調(diào)零后，將表筆；調(diào)零后，將表筆分別與小電珠的兩極連接，示數(shù)如圖實分別與小電珠的兩極連接，示數(shù)如圖實94甲所示，結(jié)甲所示，結(jié)果為果為_。第28頁/共44

16、頁圖實圖實94第29頁/共44頁(2)實驗中使用多用電表測量電壓，請根據(jù)實驗原理圖乙完成實驗中使用多用電表測量電壓，請根據(jù)實驗原理圖乙完成實物圖丙中的連線。實物圖丙中的連線。(3)開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片 P 置于置于_端。端。為使小電珠亮度增加，為使小電珠亮度增加，P 應(yīng)由中點向應(yīng)由中點向_端滑動。端滑動。 (4)下表為電壓等間隔變化測得的數(shù)據(jù)。為了獲得更準(zhǔn)確的下表為電壓等間隔變化測得的數(shù)據(jù)。為了獲得更準(zhǔn)確的實驗圖像，必須在相鄰數(shù)據(jù)點實驗圖像，必須在相鄰數(shù)據(jù)點_間多測幾組數(shù)據(jù)間多測幾組數(shù)據(jù)(請?zhí)钫執(zhí)顚憣憽癮b”“bc”“cd”“de”或或“ef”)第3

17、0頁/共44頁數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)點abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244第31頁/共44頁第32頁/共44頁(2)在畫實物連線時，應(yīng)先連干路，再連分壓電路。在畫實物連線時，應(yīng)先連干路，再連分壓電路。(3)閉合開關(guān)前閉合開關(guān)前P應(yīng)先置于應(yīng)先置于a端，此舉為保護小電珠，為使端，此舉為保護小電珠，為使小電珠亮度增加，滑片小電珠亮度增加，滑片P應(yīng)向應(yīng)向b端滑動，使其分壓增加。端滑動，使其分壓增加。(4)在在ab間電流的變化從間電流的變化從00.122 A，變化較大，為了更，變化較大，為了更準(zhǔn)確，應(yīng)在準(zhǔn)確，應(yīng)在ab間多

18、測幾組數(shù)據(jù)。間多測幾組數(shù)據(jù)。第33頁/共44頁答案答案(1)17.37.7(2)實物圖連接如圖所示實物圖連接如圖所示(3)a(或左或左)b(或右或右)(4)ab第34頁/共44頁例例3某同學(xué)為了研究某同學(xué)為了研究“3 V,0.3 W”的小燈泡的小燈泡L從較低溫度到從較低溫度到正常發(fā)光過程中的電阻情況。設(shè)置了如下器材：正常發(fā)光過程中的電阻情況。設(shè)置了如下器材：電流表電流表A1(量程量程400 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻r15 )；電流表電流表A2(量程量程600 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻r2約為約為1 )；電壓表電壓表V(量程量程15 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為3 k)；第35頁/共44頁定值電阻定值電阻R0(5 )；滑動變阻器滑動變阻器R1(010 ，額定電流為，額定電流為1 A)；滑動變阻器滑動變阻器R2(0250 ，額定電流為，額定電流為0.3 A)；電源電源E(電動勢電動勢3 V，內(nèi)阻較小，內(nèi)阻較小)；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。第36頁/共44頁(1)從以上給定的器材中選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑摹Ｔ趫D實從以上給定的器材中選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑?。在圖實95甲甲所示線框內(nèi)畫出實驗電路原理圖，并在圖中標(biāo)出所用儀器所示線框內(nèi)畫出實驗電路原理圖，并