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1、实验九描绘小电珠的伏安特性曲线第一页，讲稿共四十八页哦一、实验目的一、实验目的1描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线2分析伏安特性曲线的变化规律分析伏安特性曲线的变化规律第二页，讲稿共四十八页哦二、实验原理二、实验原理1用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在值，在UI坐标系中描出各坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来2电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差
2、明显较大；滑动变阻器采用分压式：使电压能从接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化零开始连续变化第三页，讲稿共四十八页哦3滑动变阻器的限流接法和分压接法滑动变阻器的限流接法和分压接法(1)两种接法比较两种接法比较方式方式内容内容限流接法限流接法分压接法分压接法对比说明对比说明两种接两种接法电路法电路图图串、并联串、并联关系不同关系不同第四页，讲稿共四十八页哦第五页，讲稿共四十八页哦(2)两种接法的适用条件两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小总电阻相比相差不多或
3、比滑动变阻器的总电阻还小)因为因为Rx小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大头调节范围大分压式接法适合测量阻值较大的电阻分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总比滑动变阻器的总电阻大电阻大)因为因为Rx大，分压式中大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节移动滑动触头电压变化明显，便于调节第六页，讲稿共四十八页哦以下几种情况必须采用分压接法：以下几种情况必须采用分压接法：a若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不论怎
4、样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压或电压)都会超过都会超过电流表电流表(或电压表或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法必须选用分压式接法b若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法时，应
5、改用分压式接法第七页，讲稿共四十八页哦c若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法分压式接法在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低法，因为限流式接法电路简单、耗能低4仪器的选择仪器的选择(1)电表的选择：先估算电流或电压值，在选择电流表或电表的选择：先估算电流或电压值，在选择电流表或电压表时，应使指针达到半偏以上电压表时，应使指针达到半偏以上第八页，讲稿共四十八页哦(2)滑动变阻器的选择：实验电路若采用限流式接法，一般滑动变阻器的选择：实验电路若采用限
6、流式接法，一般选用阻值适当大一些的滑动变阻器，但不可过大；实验电路若选用阻值适当大一些的滑动变阻器，但不可过大；实验电路若采用分压式接法，应选择阻值小一些的滑动变阻器，以便于调采用分压式接法，应选择阻值小一些的滑动变阻器，以便于调节，但要注意其额定电压和额定电流值节，但要注意其额定电压和额定电流值(3)电源的选择：综合考虑小电珠、电压表、电流表的量程电源的选择：综合考虑小电珠、电压表、电流表的量程以及滑动变阻器的阻值，保证能为实验提供合适的电流或以及滑动变阻器的阻值，保证能为实验提供合适的电流或电压电压第九页，讲稿共四十八页哦三、实验器材三、实验器材 小电珠，电压表与电流表，滑动变阻器，学生低
7、压直流小电珠，电压表与电流表，滑动变阻器，学生低压直流电源电源(或电池组或电池组)，开关，导线若干，坐标纸、铅笔，开关，导线若干，坐标纸、铅笔第十页，讲稿共四十八页哦四、实验操作四、实验操作1实验步骤实验步骤(1)根据小电珠上标示的额定电压和额根据小电珠上标示的额定电压和额定电流，选定电源的输出电压和电定电流，选定电源的输出电压和电表的量程；表的量程；(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成变阻器、电源、开关用导线连接成如图实如图实91所示的电路；所示的电路；图实图实91第十一页，讲稿共四十八页哦(3)将滑动变阻器的触头移动到右端，闭合开
8、关，调节滑将滑动变阻器的触头移动到右端，闭合开关，调节滑动变阻器，读出并记录多组动变阻器，读出并记录多组U、I数值，将测量数据填入表格数值，将测量数据填入表格中；中；(4)断开开关，拆除电路，整理仪器断开开关，拆除电路，整理仪器第十二页，讲稿共四十八页哦2数据处理数据处理实验中的实验中的U、I数据记入下表中：数据记入下表中：U/V00.20.40.60.91.21.62.02.42.83.23.53.8I/A 0(1)在坐标纸上以在坐标纸上以U为横轴、为横轴、I为纵轴建立坐标系，选取合为纵轴建立坐标系，选取合适的标度；适的标度；(2)在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平在坐标纸上描出
9、以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连起来，得到小电珠的伏安特性曲线滑的曲线把这些点连起来，得到小电珠的伏安特性曲线第十三页，讲稿共四十八页哦五、注意事项五、注意事项1电路的连接方式：电流表应采用外接法，滑动变阻器电路的连接方式：电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压式连接应采用分压式连接2闭合开关前，滑片应移到使小电珠的电压为闭合开关前，滑片应移到使小电珠的电压为0的一端的一端3在在IU图线弯曲处，绘点要密图线弯曲处，绘点要密4IU图线上各点要用平滑曲线连接图线上各点要用平滑曲线连接第十四页，讲稿共四十八页哦六、误差分析六、误差分析1由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电
10、由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差路的影响会带来误差2电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数规则读数3在坐标纸上描点，作图带来误差在坐标纸上描点，作图带来误差第十五页，讲稿共四十八页哦第十六页，讲稿共四十八页哦例例1(2011海淀模拟海淀模拟)在在“描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中的实验中，可供选择的实验仪器如下：，可供选择的实验仪器如下：器材器材规格规格器材器材规格规格小电珠小电珠标有标有“3.8 V，”字样字样滑动变阻器滑动变阻器R1最大阻值最大阻值10，额定电流额定电流电压表电
11、压表V量程量程05 V，内阻，内阻约约5 k滑动变阻器滑动变阻器R2最大值最大值1 k，额定电流额定电流电流表电流表A1量程量程0100 mA，内阻约内阻约4 直流电源直流电源E电动势约为电动势约为6 V，内阻约为内阻约为0.5 电流表电流表A2量程量程0500 mA，内阻约内阻约0.4 导线、电键等导线、电键等第十七页，讲稿共四十八页哦(1)在上述器材中，滑动变阻器应选在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选；电流表应选_(2)在图实在图实92中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路实验电路图实图实92第十八页，讲稿共四十八页哦(3)利用
12、实验中得到的实验数据在利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中，描绘出了图实坐标系中，描绘出了图实93所示的小电珠的伏安特性曲线根据此图给出的信息，所示的小电珠的伏安特性曲线根据此图给出的信息，可以判断出图实可以判断出图实94中正确的是中正确的是(图中图中P为小电珠功率为小电珠功率)_图实图实93第十九页，讲稿共四十八页哦图实图实94第二十页，讲稿共四十八页哦第二十一页，讲稿共四十八页哦图实图实95第二十二页，讲稿共四十八页哦答案答案(1)R1A2(2)见解析图见解析图(3)BD第二十三页，讲稿共四十八页哦例例2(2010浙江高考浙江高考)在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”
13、的实验的实验中，某同学测得电流电压的数据如下表所示：中，某同学测得电流电压的数据如下表所示：电流电流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2电压电压U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46第二十四页，讲稿共四十八页哦(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图实化曲线如图实96所示；请指出图线的特征，并解释形成的原因所示；请指出图线的特征，
14、并解释形成的原因图实图实96第二十五页，讲稿共四十八页哦解析解析(1)图实图实97第二十六页，讲稿共四十八页哦(2)电阻随电流增大电阻随电流增大存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢度升高变慢，电阻增大也变慢答案答案见解析见解析第二十七页，讲稿共四十八页哦第二十八页，讲稿共四十八页哦1在描绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用在描绘小
15、灯泡的伏安特性曲线时，采用如图实如图实98所示的电路，实验中发现所示的电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因数变化而电压表的指针不动，下列原因可能的是可能的是 ()A灯泡中灯丝已烧断灯泡中灯丝已烧断B滑片接触不良滑片接触不良C灯泡内部短路灯泡内部短路D滑动变阻器滑动变阻器A端接触不良端接触不良图实图实98第二十九页，讲稿共四十八页哦解析：解析：由图知，若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因由图知，若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点电流表示数有变化，故和电流表串联的回
16、路中不存在断点，故，故A错若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故错若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B错错若滑动变阻器若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变，故数均变，故D错若灯泡内部短路则灯泡两端电压为零，电压错若灯泡内部短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选C.答案：答案：C第三十页，讲稿共四十八页哦2在如图实在如图实99甲所示的电路中，电源电动势为甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯
17、泡，这种小灯泡为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后闭合后 ()图实图实99第三十一页，讲稿共四十八页哦A通过通过L1的电流为通过的电流为通过L2的电流的的电流的2倍倍BL1的电阻为的电阻为7.5 CL1消耗的电功率为消耗的电功率为0.75 WDL2消耗的电功率为消耗的电功率为0.375 W第三十二页，讲稿共四十八页哦答案：答案：C第三十三页，讲稿共四十八页哦3(2011马鞍山质检马鞍山质检)在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，的实验中，(1)下面有四个电路图，你在实验中采用的电路图是：下面有四个
18、电路图，你在实验中采用的电路图是：_.图实图实91第三十四页，讲稿共四十八页哦(2)在实验中得到的小灯泡的在实验中得到的小灯泡的IU特性曲线是一条特性曲线是一条_线线(填填“直直”或或“曲曲”)，这表明小灯泡的电阻随温度升高而，这表明小灯泡的电阻随温度升高而_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)第三十五页，讲稿共四十八页哦解析：解析：(1)电流表应外接，变阻器应采用分压电路，选电流表应外接，变阻器应采用分压电路，选D.(2)小灯泡的灯丝是金属做的，金属的电阻率随温度的升高小灯泡的灯丝是金属做的，金属的电阻率随温度的升高而增大，所以小灯泡的而增大，所以小灯泡的IU特性曲线是一条曲线
19、，这表明特性曲线是一条曲线，这表明小灯泡的电阻随温度升高而增大小灯泡的电阻随温度升高而增大答案：答案：(1)D(2)曲增大曲增大第三十六页，讲稿共四十八页哦4用图实用图实911(a)中所给的实验器材测量一个中所给的实验器材测量一个“12 V,5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3 A和和0.6 A两挡，内阻可忽略，电压表有两挡，内阻可忽略，电压表有15 V和和3 V两挡，内阻很大两挡，内阻很大，测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从，测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0 V调到调到12 V.第三十七页，讲稿共四十八页哦图实图实911第三十
20、八页，讲稿共四十八页哦(1)按要求在实物图上连线；按要求在实物图上连线；(2)某次测量时电流表的指针位置如图某次测量时电流表的指针位置如图(b)所示，其计数为所示，其计数为_ A.第三十九页，讲稿共四十八页哦解析：解析：对于对于“12 V,5 W”的小灯泡其额定电流大约是的小灯泡其额定电流大约是I5/12 A0.6 A，故安培表的量程应选，故安培表的量程应选00.6 A，根据测量要求，电压，根据测量要求，电压连续地从连续地从0 V调到调到12 V，应接成分压电路，又因为电流表内，应接成分压电路，又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大，对电路无影响，电流表内接阻可忽略，电压表内阻很大，对电路无影
21、响，电流表内接或外接都可以，故电路连接如图所示电流表读数为或外接都可以，故电路连接如图所示电流表读数为0.24 A.第四十页，讲稿共四十八页哦答案：答案：(1)见解析图见解析图(2)0.24第四十一页，讲稿共四十八页哦5在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标的实验中，除有一标有有“6 V，1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：的小灯泡、导线和开关外，还有：A直流电源直流电源6 V(内阻不计内阻不计)B直流电流表直流电流表03 A(内阻内阻0.1 以下以下)C直流电流表直流电流表0300 mA(内阻约为内阻约为5)D直流电压表直流电压表010 V(内阻约为
22、内阻约为15 k)E滑动变阻器滑动变阻器10，2 AF滑动变阻器滑动变阻器1 k，0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量测量第四十二页，讲稿共四十八页哦(1)实验中电流表应选用实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_(均用序号表示均用序号表示)(2)在方框内画出实验电路图在方框内画出实验电路图(3)试将图实试将图实912所示器材连成实验电路所示器材连成实验电路图实图实912第四十三页，讲稿共四十八页哦答案：答案：(1)CE(2)实验电路如图所示实验电路如图所示第四十四页，讲稿共四十八页哦(3)实物图连线如
23、图所示实物图连线如图所示第四十五页，讲稿共四十八页哦6有一个标有有一个标有“12 V,24 W”的灯泡，为了测定它在不同的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率，需测定灯泡两端的电压下的实际功率和额定电压下的功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：A直流电源直流电源15 V(内阻可不计内阻可不计)B直流电流表直流电流表00.6 A3 A(内阻内阻0.5、0.1)C直流电流表直流电流表0300 mA(内阻约内阻约5)D直流电压表直流电压表03 V15 V(内阻约内阻约3 k、15 k)E直流电压表直流电压表025 V(内阻约
24、内阻约200 k)F滑动变阻器滑动变阻器10、5 AG滑动变阻器滑动变阻器1 k、3 A第四十六页，讲稿共四十八页哦(1)实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验，需要实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验，需要从上述器材中再选用从上述器材中再选用_(用序号字母表示用序号字母表示)(2)在下面的虚线框内画出最合理的实验原理图在下面的虚线框内画出最合理的实验原理图第四十七页，讲稿共四十八页哦(3)若测得灯丝电阻若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图实随灯泡两端电压变化关系的图线如图实913所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是电功率是_图实图实913第四十八页，讲稿共四十八页哦