實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線.ppt

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1、實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線,【預(yù)備知識】 滑動變阻器的限流接法和分壓接法 1兩種接法比較,,抓綱扣本落實基礎(chǔ),2.分壓和限流電路的選擇原則 (1)若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式電路 (2)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，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時，應(yīng)改用分壓式電路 (3)若實驗中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路,(4)兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先

2、采用限流式接法，因為限流式接法電路簡單、能耗低 【實驗?zāi)康摹?1描繪小燈泡的伏安特性曲線 2分析曲線的變化規(guī)律 【實驗原理】 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(U，I)值，在IU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，就得到小電珠的伏安特性曲線,【實驗過程】 1確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，按圖實1所示的原理圖連接好實驗電路,【實驗器材】 小電珠(“4 V,0.7 A”或“3.8 V,0.3 A”)、4 V6 V學(xué)生電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆,2把滑動變阻器的滑動片調(diào)

3、節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S. 3改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U，記入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S. 4在坐標(biāo)紙上以電流I為縱軸，以電壓U為橫軸建立坐標(biāo)系，并選取適當(dāng)?shù)膯挝挥妹椟c法在坐標(biāo)紙上標(biāo)出各組U、I值對應(yīng)點的位置 用平滑曲線將各點依次連接起來，便得到小燈泡的伏安特性曲線分析小燈泡伏安特性曲線的變化規(guī)律 5斷開電源，整理好器材,【誤差分析】 1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，則電流示數(shù)偏大 2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,【注意事項】 1本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此

4、測量電路必須采用電流表外接法 2本實驗要作出IU圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法 3為保護元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端 4加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓 5連圖線時曲線要平滑，不在圖線上的數(shù)據(jù)點應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè)，絕對不要畫成折線,例1(2013福州模擬)圖實2所示為“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5 V.,,剖題探法突破考點,考點一,實驗操作及數(shù)據(jù)分析,(1)完成下列實驗步驟： 閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，________； 閉合開關(guān)后，逐漸移動變阻器的滑片，________；

5、斷開開關(guān)，.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線 (2)在虛線框中畫出與實物電路相應(yīng)的電路圖,,(3)實驗中得到了小燈泡的UI圖象如圖實3所示，則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而________(選填“增大”“減小”或“不變”),解析(1)在分壓電路中為了保護燈泡所在支路，開關(guān)閉合前，滑動變阻器與燈泡所在支路并聯(lián)部分的電阻為零，因此滑片應(yīng)靠近左端 要描繪小燈泡的伏安特性曲線，需測多組數(shù)據(jù)，且要求電流、電壓從零變化到額定值 (2)電路原理圖如下圖所示,(3)因UI圖象的斜率隨電壓的增加而增大，故小燈泡的電阻隨電壓的增加而增大 答案(1)使它靠近變阻器左端的接線柱 增加小燈泡兩端的電壓，

6、記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達到額定電壓 (2)見解析圖(3)增大 特別提醒“測定金屬的電阻率”與“描繪小燈泡的伏安特性曲線”兩個實驗都是電阻的測量實驗，但描繪小燈泡的伏安特性曲線必須要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器必須采用分壓式接法，而測量金屬的電阻率的實驗電流表的內(nèi)、外接和滑動變阻器的接法需要依據(jù)待測電阻的阻值大小來確定,考點二,實驗原理的理解及電路設(shè)計,(1)甲同學(xué)設(shè)計了如圖實4甲所示的電路來進行測量，當(dāng)通過L的電流為0.46 A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時L的電阻為________.,(2)乙同學(xué)又設(shè)計了如圖實5所示的電路來進行測量，電壓表指針指在最大刻度時，加在L上的

7、電壓值是________ V.,(3)學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想更準(zhǔn)確地描繪出L完整的伏安特性曲線，需要重新設(shè)計電路請你在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上利用所供器材，在圖實6所示的虛線框內(nèi)補畫出實驗電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號,答案(1)5(2)4(3)見解析 規(guī)律總結(jié)內(nèi)阻已知的電流表可以充當(dāng)電壓表，也可以串聯(lián)一個電阻箱或定值電阻來擴大電壓表的量程同理內(nèi)阻已知的電壓表也可以充當(dāng)電流表，或者通過并聯(lián)一個小電阻來擴大量程在電學(xué)的設(shè)計性實驗中，要注意內(nèi)阻已知的電流表和內(nèi)阻已知的電壓表的靈活應(yīng)用,1“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗電路如圖實7所示，所用小電珠的額定電壓是3.8 V關(guān)于該實驗的系統(tǒng)誤差，下列說法中正確的是,

8、,達標(biāo)訓(xùn)練技能過關(guān),A系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的，電壓越大誤差越大 B系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的，電流越大誤差越大 C系統(tǒng)誤差主要是由于忽略電源內(nèi)阻引起的，電源內(nèi)阻越大誤差越大 D系統(tǒng)誤差主要是由讀數(shù)時的估讀引起的，電壓越大誤差越大 解析由于電流表測定的是電壓表和小燈泡的電流之和，電壓表的讀數(shù)是小燈泡兩端的實際電壓，且電壓表分流越大，該實驗的系統(tǒng)誤差越大，故選項A正確 答案A,2圖實8中所示器材為某同學(xué)測繪額定電壓為2.5 V的小燈泡的IU特性曲線的實驗器材 (1)根據(jù)實驗原理，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實驗電路圖連接完整,(2)開關(guān)S閉合之前，圖中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于__

9、______(選填“A端”、“B端”或“AB中間”) (3)實驗中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表： 根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在圖實9中畫出小燈泡的IU特性曲線,解析(1)對于描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗，電流和電壓要從零開始調(diào)節(jié)，故本實驗必須使用滑動變阻器分壓式接法；由于小燈泡的電阻較小，實驗室中的電壓表內(nèi)阻遠大于小燈泡的電阻，故采用電流表外接法進行伏安法測電阻；在連接實物圖時要注意電表的量程與正負極 (2)在實驗開始前要檢查電路的安全性，為了保護電流表和電壓表，需要將滑動變阻器的分壓值調(diào)為零，即將滑片置于A位置 (3)見答案,答案(1)如圖所示,(2)A端(3)如圖所示,(1)在實驗過程中，開關(guān)S閉合前，

10、滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最________端；(填“左”或“右”) (2)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P，電壓表和電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零，其原因是________點至________點的導(dǎo)線沒有連接好；(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“2點至3點”的導(dǎo)線) (3)該同學(xué)描繪出小電珠的伏安特性曲線示意圖如圖10乙所示，則小電珠的電阻值隨工作電壓的增大而________(填“不變”、“增大”或“減小”),解析(1)滑動變阻器為分壓接法，開關(guān)S閉合前應(yīng)使并聯(lián)小電珠的電壓為零，故滑片P要置于最左端 (2)電壓表、電流表

11、的示數(shù)總是調(diào)不到零，說明P點在左端時，仍有電流流過小電珠，故為1點至5點導(dǎo)線沒有連接好 (3)在IU圖象中斜率隨電壓增大而減小，說明電阻增大 答案(1)左(2)15(3)增大,(1)為了調(diào)節(jié)方便，測量盡可能準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電壓表________，電流表________，滑動變阻器________(填器材前的選項符號，如A、B) (2)為使實驗誤差盡量減小，要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)；請在下面的方框中畫出實驗電路圖,(3)P為圖實11中圖線上的一點，PN為圖線上P點的切線、PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則由圖可知：隨著所加電壓的增加，小燈泡的電阻將________(填“增大”“減小”或“不

12、變”)；對應(yīng)P點，小燈泡的電阻值約為________(保留三位有效數(shù)字),答案(1)ADE(2)見解析圖(3)增大5.33,5我們平常所用的鉛筆芯中就含有石墨，能導(dǎo)電某同學(xué)設(shè)計了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實驗，得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示通過鉛筆芯的電流和其兩端的電壓)：,(2)在虛線框中畫出實驗電路圖；,(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在圖實13所示的坐標(biāo)紙上畫出鉛筆芯的IU圖線,解析由表格中數(shù)據(jù)可知，電流表選擇量程為00.6 A，電壓表選擇量程為03 V即可；要求鉛筆芯兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，滑動變阻器應(yīng)選擇阻值小的“R1”，調(diào)節(jié)時連續(xù)性較好實驗電路圖、IU圖線如答案圖所示 答案(1)A、C、E(2)如圖所示,(3)如圖所示,