2019-2020学年高中物理 第二章 恒定电流 第3节 第2课时 实验测绘小灯泡的伏安特性曲线课件

第2课时实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线实验基础实验探究典例研习实验基础实验探究一、数据处理1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,并选取适当的单位。2.用描点法在坐标纸上标出各组U,I值的对应点位置。3.用平滑曲线将各点依次连接起来。4.分析小电珠伏安特性曲线的变化规律。二、误差分析1.测量电路存在系统误差,未考虑电压表的分流,造成测得的I值比真实值大。2.描绘I-U图线时作图不准确造成的偶然误差。3.测量时读数不准确和在坐标纸上描点不准确引起的误差。三、注意事项1.本实验中被测小灯泡的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法。2.本实验要作出I-U图线,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压接法。3.为保护元件不被烧毁,开关闭合前变阻器滑片应位于阻值的最大位置处。4.加在小灯泡两端的电压不要超过小灯泡的额定电压。5.连图线时曲线要平滑,不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧,绝对不要画成折线。典例研习类型一实验仪器及电路的选择【例1】(2018·浙江诸暨牌头中学月考)某实验小组要测绘一个标有“3V1.5W”小灯泡的伏安特性曲线,要求小灯泡两端的电压调节范围尽可能大,且能正常发光。实验室已有的器材如下:A.待测小灯泡(3V,0.9W)B.电源(电动势3.5V,内阻0.8Ω)C.电压表(量程3V,内阻约2kΩ)D.电压表(量程15V,内阻约10kΩ)E.电流表(量程0.6A,内阻约0.2Ω)F.电流表(量程3A,内阻约0.05Ω)G.滑动变阻器(阻值0～5Ω,1A)H.滑动变阻器(阻值0～100Ω,0.5A)Ⅰ.开关一只、导线若干(1)本实验中,电流表应选用,滑动变阻器应选用。(均填字母代号)解析:(1)灯泡电压为3V,故电压表应选择3V量程的C;由P=UI可知I=PU=1.53A=0.5A,故电流表应选择E;由于本实验采用滑动变阻器分压接法,故应选用小电阻G;答案:(1)E(2)在虚线框中已画出本实验的部分电路图,请将电路图补充完整。答案:(2)见解析解析:(2)本实验要求电流从零开始调节,故应采用分压接法,同时因灯泡内阻较小,故应选用电流表外接法;如图所示。(3)某次测量时,发现两只电表的表盘如题图所示,则此时通过小灯泡的电流大小为A。答案:(3)0.48解析:(3)电表的表盘如题图所示,则此时通过小灯泡的电流大小为0.48A。规律方法测绘小灯泡的伏安特性曲线问题三点注意(1)根据题目要求明确变阻器采用分压接法还是限流接法,测量电路采用电流表外接法还是内接法。(2)选择电表量程时,在不超过电表量程的前提下,指针尽量偏转13至23量程之间。(3)电流表、电压表连线时,注意电流从正接线柱进入,从负接线柱流出。类型二伏安特性曲线的测绘及实验结果的应用【例2】(2018·浙江嘉兴测试)某小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中选用额定电压为2.5V的小灯泡按图甲所示的电路图完成接线。(1)有人试图使用多用电表测量小灯泡的电阻,小张同学保持开关S闭合,将多用电表的红、黑表笔接触电路中M,N两点进行测量;小刘同学断开开关S后,将多用电表的红、黑表笔接触电路中M,N两点进行测量,则。A.小张同学的操作是正确的B.小刘同学的操作是正确的C.小张和小刘同学的操作都是错误的解析:(1)用多用电表欧姆挡测电阻时,不能在电路工作时测量;断开开关S后,将多用电表的红、黑表笔接触电路中M,N两点进行测量,测量值是灯泡与电压表的并联总电阻,所以两位操作都是错误的,选择C。答案:(1)C(2)实验组按图甲进行测量,在某次测量中,电压表的示数如图乙所示,其读数为V。答案:(2)1.80解析:(2)电压表读数为1.80V。(3)小李同学将电压从0开始逐渐增加到2.5V,将此过程中的测量数据在I-U图象中描点并连接成平滑曲线;在同一测量电路,小王同学将电压2.5V开始逐渐减小到0,将此过程中的测量数据在同一个I-U图象中描点并连接成另一条平滑曲线,如图丙所示。已知两位同学的操作规范,记录正确,则小王同学所描绘的图线是(填“A”或“B”),两条线不重合的主要原因是______。答案:(3)B小王由2.5V减小到0的过程中,由于灯泡散热不及时,与小李相比在相同电压下灯泡的温度更高一些,电阻值也更大一些解析:(3)电压从大到小时,小灯泡的发热比较明显,会影响小灯泡电阻率,造成两位同学的图象不重合是因为温度对电阻率的影响,在相同电流情况下,电压大的电阻大,即图象B是小王同学绘出来的I-U图象。规律方法伏安特性曲线的测绘及实验结果的应用(1)在测绘伏安特性曲线时应连成平滑的曲线,而不能连成折线。如果这些点大致在一条直线上,则应描成一条直线,让不在直线上的点均匀分布在直线两侧。(2)由I-U图线判断元件的电阻变化,进而判断材料性质。