高中物理《實(shí)驗(yàn)2 描繪小燈泡的伏安特性曲線》（魯科版選修3-1）

歡迎進(jìn)入物理課堂 實(shí)驗(yàn)2描繪小燈泡的伏安特性曲線 描繪小燈泡的伏安特性曲線 并分析曲線的變化規(guī)律 1 用電流表測(cè)出流過小燈泡的電流 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)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn) 用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連結(jié)起來 2 電流表外接 因?yàn)樾襞蓦娮韬苄?如果內(nèi)接電流表 分壓明顯 3 滑動(dòng)變阻器的兩種接法 學(xué)生電源 4 6V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(dòng)變阻器 坐標(biāo)紙 一 連接電路將燈泡 電流表 電壓表 滑動(dòng)變阻器 電源 開關(guān)用導(dǎo)線連接成如右圖所示電路 二 測(cè)量與記錄測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置 測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I 并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格 三 數(shù)據(jù)處理 整理儀器1 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(duì)應(yīng)的點(diǎn) 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(gè)坐標(biāo)紙為宜 3 將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來 就得到小燈泡的伏安特性曲線 2 拆除電路 整理儀器 1 本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小 因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法 2 滑動(dòng)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 3 U I圖線在U0 1 0V左右將發(fā)生明顯彎曲 故在U 1 0V左右繪點(diǎn)要密 以防出現(xiàn)很大誤差 4 建立坐標(biāo)系時(shí) 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(cè)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(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差 2 測(cè)量時(shí)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(diǎn) 作圖帶來誤差 用細(xì)鉛筆 嚴(yán)格標(biāo)度 如下圖甲所示 為某同學(xué)測(cè)繪額定電壓為2 5V的小燈泡的I U特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路圖 1 根據(jù)電路圖甲 用筆畫線代替導(dǎo)線 將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整 2 開關(guān)S閉合之前 圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于 端 選填 A B 或 AB中間 3 實(shí)驗(yàn)中測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表 根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 在下圖中畫出小燈泡的I U特性曲線 4 當(dāng)燈泡電壓為1 4V時(shí)的功率為 W 保留兩位有效數(shù)字 解析 1 實(shí)驗(yàn)電路連接如下圖 2 開關(guān)S閉合前 應(yīng)使燈泡兩端電壓為零 故滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于A端 3 圖象如下圖 4 由伏安特性曲線知 當(dāng)燈泡兩端電壓為1 4V時(shí) 通過燈泡的電流為0 22A 則P UI 1 4 0 22W 0 31W 1 在描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中 研究的小燈泡標(biāo)有 3 8V 0 3A 這類燈泡兩端電壓超過0 5V 其伏安特性曲線就會(huì)有明顯彎曲 使用的電壓表有0 15V和0 5V兩個(gè)測(cè)量范圍 使用的電流表有0 3A和0 0 6A兩個(gè)測(cè)量范圍 在實(shí)驗(yàn)中 電壓表應(yīng)選擇 測(cè)量范圍 電流表應(yīng)選擇 測(cè)量范圍 答案 0 5V0 0 6A 2 以下是 描繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)的操作步驟 A 閉合電鍵 記下電流表 電壓表的一組示數(shù) I U 移動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位置 每移動(dòng)一次記下一組 I U 值 共測(cè)出12組左右的數(shù)據(jù)B 將電流表 電壓表 變阻器 電燈 電源 開關(guān)正確連接成電路 電流表外接 變阻器采用分壓式 如上圖所示 C 調(diào)節(jié)觸頭位置 使閉合電鍵前觸頭處于變阻器的左端D 按所測(cè)數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用直線段連接起來 得出小燈泡的伏安特性曲線 1 以上各步驟中存在錯(cuò)誤或不妥之處的是 應(yīng)如何改正 2 將各步驟糾正后 按實(shí)驗(yàn)先后順序排列起來 答案 1 錯(cuò)誤或不妥的步驟是A C D A步驟 測(cè)量不同電壓下的電流值 I U 時(shí) 應(yīng)先預(yù)設(shè)各組數(shù)據(jù)中的電壓U或電流I值 而不是隨意測(cè) 隨意測(cè)時(shí)會(huì)使描點(diǎn)疏密不均勻 畫圖線時(shí)出現(xiàn)較大誤差 甚至無法畫出I U圖線 C步驟 閉合電鍵前應(yīng)使電燈兩端電壓為零 即觸頭應(yīng)置于變阻器最右端 D步驟 應(yīng)將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來 2 BCAD 3 一只小燈泡 標(biāo)有 3V1 5W 字樣 現(xiàn)要描繪小燈泡0 3V的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)器材有 A 最大阻值為10 的滑動(dòng)變阻器B 電動(dòng)勢(shì)為6V 內(nèi)阻約為1 0 的電源C 量程為0 6A 內(nèi)阻約為1 0 的電流表A1D 量程為3A 內(nèi)阻約為0 1 的電流表A2E 量程為3V 內(nèi)阻約為6k 的電壓表V1F 量程為15V 內(nèi)阻約為10k 的電壓表V2G 開關(guān) 導(dǎo)線若干 1 電壓表應(yīng)選用 電流表應(yīng)選用 將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上 2 在該實(shí)驗(yàn)中 設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路 為了減小誤差 應(yīng)選取的電路是 將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上 3 以下是該實(shí)驗(yàn)的操作步驟 A 將電流表 電壓表 變阻器 小燈泡 電源 開關(guān)正確連接成電路B 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觸頭的位置 保證閉合開關(guān)前使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大C 閉合開關(guān) 記下電流表 電壓表的一組示數(shù) U I 移動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭 每移動(dòng)一次記下一組 U I 值 共測(cè)出12組數(shù)據(jù)D 按所測(cè)數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用直線段連接起來 得出小燈泡的伏安特性曲線 指出以上步驟中存在錯(cuò)誤或不妥之處并修改 答案 1 EC 2 C 3 步驟B不妥 應(yīng)為 閉合開關(guān)前應(yīng)使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的電阻為零 或B步驟中 應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的電阻最小 步驟D有錯(cuò) 應(yīng)為 按所測(cè)數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用一條平滑的曲線連接起來 4 在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實(shí)驗(yàn)中 實(shí)驗(yàn)室備有下列器材供選擇 A 待測(cè)小燈泡 3 0V1 5W B 電流表 量程3A 內(nèi)阻約為1 C 電流表 量程0 6A 內(nèi)阻約為5 D 電壓表 量程3 0V 內(nèi)阻約為10k E 電壓表量程15 0V 內(nèi)阻約為50k F 滑動(dòng)變阻器 最大阻值為100 額定電流50mA G 滑動(dòng)變阻器 最大阻值為10 額定電流1 0A H 電源 電動(dòng)勢(shì)為4 0V 內(nèi)阻不計(jì) I 電鍵及導(dǎo)線等 1 為了使實(shí)驗(yàn)完成的更好 電流表應(yīng)選用 電壓表應(yīng)選用 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 只需填器材前面的字母即可 2 請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 3 某同學(xué)在一次測(cè)量時(shí) 電流表 電壓表的示數(shù)如上圖所示 則電壓值為 V 電流值為 A 小燈泡的實(shí)際功率為 W 解析 待測(cè)小燈泡 3 0V1 5W 額定電流0 5A 額定電壓為3V 因此電流表選C 電壓表選D 滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法較準(zhǔn)確 滑動(dòng)變阻器選G 小燈泡電阻很小 電流表外接 答案 1 CDG 2 如解析圖所示 3 1 800 330 59 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全