高中物理《實驗2 描繪小燈泡的伏安特性曲線》（魯科版選修3-1）

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歡迎進入物理課堂 實驗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U I坐標系中描出各對應點 用一條平滑的曲線將這些點連結起來 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 3 滑動變阻器的兩種接法 學生電源 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 開關和導線 滑動變阻器 坐標紙 一 連接電路將燈泡 電流表 電壓表 滑動變阻器 電源 開關用導線連接成如右圖所示電路 二 測量與記錄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1 畫出伏安特性曲線 1 在坐標紙上以U為橫軸 以I為縱軸 建立坐標系 2 在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點 坐標系縱軸和橫軸的標度要適中 以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜 3 將描出的點用平滑的曲線連結起來 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左右繪點要密 以防出現(xiàn)很大誤差 4 建立坐標系時 縱軸表示電壓 橫軸表示電流 兩坐標軸選取的標度要合理 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 嚴格按照讀數(shù)規(guī)則 3 在坐標紙上描點 作圖帶來誤差 用細鉛筆 嚴格標度 如下圖甲所示 為某同學測繪額定電壓為2 5V的小燈泡的I U特性曲線的實驗電路圖 1 根據(jù)電路圖甲 用筆畫線代替導線 將圖乙中的實驗電路連接完整 2 開關S閉合之前 圖乙中滑動變阻器的滑片應該置于 端 選填 A B 或 AB中間 3 實驗中測得有關數(shù)據(jù)如下表 根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù) 在下圖中畫出小燈泡的I U特性曲線 4 當燈泡電壓為1 4V時的功率為 W 保留兩位有效數(shù)字 解析 1 實驗電路連接如下圖 2 開關S閉合前 應使燈泡兩端電壓為零 故滑動變阻器滑片應置于A端 3 圖象如下圖 4 由伏安特性曲線知 當燈泡兩端電壓為1 4V時 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驗中 研究的小燈泡標有 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有明顯彎曲 使用的電壓表有0 15V和0 5V兩個測量范圍 使用的電流表有0 3A和0 0 6A兩個測量范圍 在實驗中 電壓表應選擇 測量范圍 電流表應選擇 測量范圍 答案 0 5V0 0 6A 2 以下是 描繪小燈泡的伏安特性曲線 實驗的操作步驟 A 閉合電鍵 記下電流表 電壓表的一組示數(shù) I U 移動變阻器的滑動觸頭位置 每移動一次記下一組 I U 值 共測出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 按所測數(shù)據(jù) 在坐標紙上描點并將各點用直線段連接起來 得出小燈泡的伏安特性曲線 1 以上各步驟中存在錯誤或不妥之處的是 應如何改正 2 將各步驟糾正后 按實驗先后順序排列起來 答案 1 錯誤或不妥的步驟是A C D A步驟 測量不同電壓下的電流值 I U 時 應先預設各組數(shù)據(jù)中的電壓U或電流I值 而不是隨意測 隨意測時會使描點疏密不均勻 畫圖線時出現(xiàn)較大誤差 甚至無法畫出I U圖線 C步驟 閉合電鍵前應使電燈兩端電壓為零 即觸頭應置于變阻器最右端 D步驟 應將各點用平滑的曲線連接起來 2 BCAD 3 一只小燈泡 標有 3V1 5W 字樣 現(xiàn)要描繪小燈泡0 3V的伏安特性曲線 實驗器材有 A 最大阻值為10 的滑動變阻器B 電動勢為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 導線若干 1 電壓表應選用 電流表應選用 將選項代號的字母填在橫線上 2 在該實驗中 設計了如圖所示的四個電路 為了減小誤差 應選取的電路是 將選項代號的字母填在橫線上 3 以下是該實驗的操作步驟 A 將電流表 電壓表 變阻器 小燈泡 電源 開關正確連接成電路B 調(diào)節(jié)滑動變阻器觸頭的位置 保證閉合開關前使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大C 閉合開關 記下電流表 電壓表的一組示數(shù) U I 移動變阻器的滑動觸頭 每移動一次記下一組 U I 值 共測出12組數(shù)據(jù)D 按所測數(shù)據(jù) 在坐標紙上描點并將各點用直線段連接起來 得出小燈泡的伏安特性曲線 指出以上步驟中存在錯誤或不妥之處并修改 答案 1 EC 2 C 3 步驟B不妥 應為 閉合開關前應使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的電阻為零 或B步驟中 應使滑動變阻器的電阻最小 步驟D有錯 應為 按所測數(shù)據(jù) 在坐標紙上描點并將各點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驗中 實驗室備有下列器材供選擇 A 待測小燈泡 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 滑動變阻器 最大阻值為100 額定電流50mA G 滑動變阻器 最大阻值為10 額定電流1 0A H 電源 電動勢為4 0V 內(nèi)阻不計 I 電鍵及導線等 1 為了使實驗完成的更好 電流表應選用 電壓表應選用 滑動變阻器應選用 只需填器材前面的字母即可 2 請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖 3 某同學在一次測量時 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 小燈泡的實際功率為 W 解析 待測小燈泡 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 滑動變阻器采用分壓式接法較準確 滑動變阻器選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 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全