實驗2 描繪小燈泡的伏安特性曲線.ppt

1描繪小燈泡的伏安特性曲線2分析曲線的變化規(guī)律,實驗二描繪小燈泡的伏安特性曲線,1用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在UI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結(jié)起來2電流表外接：因為小燈泡電阻很小，如果內(nèi)接電流表，分壓明顯滑動變阻器采用分壓式：使電壓能從0開始連續(xù)變化,學(xué)生電源(46V直流)、小燈泡(4V、0.7A或3.8V、0.3A)，電流表(內(nèi)阻較小)、電壓表(內(nèi)阻很大)，開關(guān)和導(dǎo)線、滑動變阻器、坐標(biāo)紙,將燈泡、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751所示電路,一、連接電路,二、測量與記錄2測出小燈泡在不同電壓下的電流移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格,三、數(shù)據(jù)處理、整理儀器3畫出伏安特性曲線(1)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系(2)在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜)(3)將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來就得到小燈泡的伏安特性曲線4拆除電路、整理儀器,1本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法2滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接：目的是為了使小燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化3UI圖線在U01.0V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0V左右繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差4建立坐標(biāo)系時，縱軸表示電壓，橫軸表示電流，兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙,1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差2測量時讀數(shù)帶來誤差，嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則3在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差用細鉛筆，嚴(yán)格標(biāo)度,【例1】有一個小燈泡標(biāo)有“6V、0.6W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的IU圖線，有下列器材可供選用：A電壓表(05V，內(nèi)阻10k)B電壓表(010V，內(nèi)阻20k)C電流表(00.3A，內(nèi)阻1)D電流表(00.6A，內(nèi)阻0.4),E滑動變阻器(30，2A)F學(xué)生電源(直流9V)，還有開關(guān)和導(dǎo)線(1)實驗中電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_(用序號字母表示)(2)為使實驗誤差盡可能減小，畫出實驗電路圖解析：(1)電流表、電壓表的選擇由小燈泡的標(biāo)識可知其額定電壓為U16V，額定電流為I10.1A，在額定電壓下的電阻為R60.為了安全，小燈泡兩端所加電壓不能超過6V，(通過小燈泡的電流不能超過0.1A)，要測IU圖線，其電壓變化范圍應(yīng)在06V間因此電壓表應(yīng)選擇B，電流表應(yīng)選擇C.,(2)電流表內(nèi)外接法的選擇由于電流表、電壓表內(nèi)阻的影響，不管采用電流表內(nèi)接還是外接都將引起系統(tǒng)誤差本實驗中小燈泡的最大電阻約R160，R1RV，為了減小誤差，應(yīng)當(dāng)用電流表外接法(3)控制電路的選擇本題中若采用限流電路，其電路中的最小電流是Imin0.1A，顯然不符合實驗要求；且實驗數(shù)據(jù)應(yīng)包括電壓在零附近的數(shù)值，故只能用分壓接法實驗電路圖如右圖所示答案：(1)BC(2)電流表外接，分壓式，見解析圖,【例2】影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻則與之相反，隨溫度的升高而減小某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的元件Z做實驗，測量元件Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律(1)他們應(yīng)選用下圖中所示的哪個電路進行實驗(),(2)由(1)實驗測得元件Z的電壓與電流的關(guān)系如下表所示根據(jù)表中數(shù)據(jù)請在圖753中作出元件Z的IU圖線,根據(jù)Z的IU圖線可知判斷元件Z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料？把元件Z和電阻R接入如圖752所示的電路中，由實驗測得電阻R的IU圖線如圖753所示已知電源的電動勢E1.5V，內(nèi)阻不計電路閉合電鍵S，電路穩(wěn)定時，元件Z消耗的電功率為_W.解析：(1)由測量的數(shù)據(jù)題目要求可知，滑動變阻器應(yīng)采取分壓式接法因為元件Z的電阻較小，所以電流表應(yīng)外接，因此實驗電路應(yīng)選A圖,(2)描點畫出元件Z的IU圖線如圖所示由IU圖線可知，Z是半導(dǎo)體當(dāng)電流強度為0.80A時，元件Z兩端的電壓為0.80V，定值電阻R上的電壓為0.70V，此時元件Z上消耗的電功率為0.600.68W.答案：(1)A(2)元件Z的IU圖線如圖所示半導(dǎo)體0.600.68,【例3】某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件圖754為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對其提出質(zhì)疑，現(xiàn)需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：,(1)為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用_；電壓表應(yīng)選用_；滑動變阻器應(yīng)選用_(以上均填器材代號)(2)為達到上述目的，請在虛線框內(nèi)畫出正確的實驗電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號(3)若發(fā)現(xiàn)實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？相同點：_；不同點：_.,解析：圖中的從所給的伏安特性曲線看出，最大電流為0.14A，大于電流表A1的量程，小于電流表A2的量程，所以電流表選擇A2.圖中的最大電壓不超過V1的量程，且V1的測量更精確，R1的最大阻值與所給的伏安特性曲線反映的元件的電阻值相當(dāng)，且I1A0.4A1A，而R2的阻值太大，所以選擇R1.待測元件的電阻滿足RARxRV，所以選擇電流表外接法，伏安特性曲線中要求電壓從零開始變化，所以選擇滑動變阻器分壓式連接,答案：(1)A2V1R1(2)電路圖如右圖所示(3)伏安特性曲線都是非線性的小電珠的伏安特性曲線表明隨電流和電壓的增大電阻增大，而該元件的伏安特性曲線表明隨電流和電壓的增大電阻減小,伏安特性曲線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所測出的伏安特性曲線是斜率逐漸增大的曲線，表明電阻是隨電壓和電流的增大而減小的，所以是非線性的而小電珠的燈絲是金屬，其伏安特性曲線也是非線性的，這是兩者的相同點，但小電珠的電阻率是隨電壓和電流的增大而增大的，這是兩者的不同點,