实验八测绘小灯泡的伏安特性曲线 S 图甲 MYKONGLONG
实验八 测绘小灯泡的伏安特性曲线 图甲
基础回放·要点整合 O基本实验要求 实验原理 (1)测多组小灯泡的U、Ⅰ,并绘出/一U图象; (2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系 2.实验器材 小灯泡“38V,0.3A”、电压表“0~3V~15V” 图甲 电流表“0~0.6A~3A”、滑动变阻器、学生电源、 开关、导线若干、坐标纸、铅笔 3.实验步骤 (1)画出电路图(如图甲) (2)将小灯泡、电流表、电压表、滑 动变阻器、学生电源、开关用导线 连接成如实验原理图乙所示电路. 图乙 MYKONGLONG
基本实验要求 1． 实验原理 (1) 测多组小灯泡的U、I，并绘出I－U图象； (2) 由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系． 2． 实验器材 小灯泡“3.8 V,0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、 电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、 开关、导线若干、坐标纸、铅笔． 3． 实验步骤 (1) 画出电路图(如图甲)． (2) 将小灯泡、电流表、电压表、滑 动变阻器、学生电源、开关用导线 连接成如实验原理图乙所示电路． 图甲 图乙 基础回放·要点整合
基础回放·要点整合 (3)测量与记录 移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值Ⅰ,并将测量数据 填入自己设计的表格中. (4数据处理 ①在坐标纸上以U为横轴,/为纵轴, 绘小红的的交性血线 建立直角坐标系 ②在坐标纸上描出各组数据所对应的点 ③将描出的点用平滑的曲线连接起来, 就得到小灯泡的伏安特性曲线 .实验器材选取 数据处理与分析 (1)原则:①安全;②精确;③操作方便 (2)具体要求 ①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许超过06A. ②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流. ③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值 ④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上. ⑤从便于操作来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要选用小 阻值滑动变阻器 MYKONGLONG
(3)测量与记录 移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据 填入自己设计的表格中． (4)数据处理 ①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴， 建立直角坐标系． ②在坐标纸上描出各组数据所对应的点． ③将描出的点用平滑的曲线连接起来， 就得到小灯泡的伏安特性曲线 4．实验器材选取 (1)原则：①安全；②精确；③操作方便． (2)具体要求 ①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过0.6 A. ②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流． ③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值． ④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的1 3 以上． ⑤从便于操作来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用小 阻值滑动变阻器． 基础回放·要点整合
基础回放·要点整合 O律万法总结 1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较12.两种接法的适用条件 两种接法的电 (1)限流式接法适合测量阻值 路图 较小的电阻跟滑动变阻器的 负载R上电压的RE 调节范围 R+U≤E0≤U≤E 总电阻相比相差不多或比滑 动变阻器的总电阻还小) 负载R上电流的E E E 调节范围R+RR 0≤ (2)分压式接法适合测量阻值 R (较犬的电阻(般比滑动变阻 器的总电阻要大) 3.注意事项 (1)电流表外接法:本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用 电流表外接法 (2)滑动变阻器应采用分压式接法:本实验要作出U-/图象,要求测出多组包括零在 内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压式接法 MYKONGLONG
规律方法总结 1． 滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较 两种接法的电 路图 负载 R 上电压的 调节范围 RE R＋R0 ≤U≤E 0≤U≤E 负载 R 上电流的 调节范围 E R＋R0 ≤I≤ E R 0≤I≤ E R 2. 两种接法的适用条件 (1)限流式接法适合测量阻值 较小的电阻(跟滑动变阻器的 总电阻相比相差不多或比滑 动变阻器的总电阻还小)． (2)分压式接法适合测量阻值 较大的电阻(一般比滑动变阻 器的总电阻要大)． 3． 注意事项 (1)电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用 电流表外接法． (2)滑动变阻器应采用分压式接法：本实验要作出U－I图象，要求测出多组包括零在 内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压式接法． 基础回放·要点整合
基础回放·要点整合 (3)保护元件安全:为保护元件不被烧毁,开关闭合前滑动变 阻器的滑片应位于最大电阻处,加在小灯泡两端的电压不要 超过其额定电压 4.误差分析 (1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影 响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的 电流值大于真实值 (2)测量时读数带来误差 (3)在坐标纸上描点、作图带来误差 MYKONGLONG
(3)保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前滑动变 阻器的滑片应位于最大电阻处，加在小灯泡两端的电压不要 超过其额定电压． 4．误差分析 (1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影 响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的 电流值大于真实值． (2)测量时读数带来误差． (3)在坐标纸上描点、作图带来误差. 基础回放·要点整合
课堂探究·考点突破 考点一对实验原理和电路设计的考查 【例1】(2012四川理综22)某学习小1①甲同学设计了如图甲所示的电路 组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲来进行测量,当通过的电流为04人 线,可供选用的器材如下 的电阻为5 小灯泡L,规格“4.0V0.7A”; 2.30 R 2=59 电流表A1,量程3A,内阻约为01g2 电流表A2,量程0A,内阻r2=0.292; 电压表V,量程3V,内阻r=9k92; R 标准电阻R1,阻值192 S 2.3V 标准电阻R2,阻值3kQ; 甲 滑动变阻器R,阻值范围0~1092; 学生电源E,电动势6V,内阻不计; 开关S及导线若干 图1 MYKONGLONG
【例 1】 (2012·四川理综·22(2))某学习小 组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲 线，可供选用的器材如下： 小灯泡 L，规格“4.0 V 0.7 A”； 电流表 A1，量程 3 A，内阻约为 0.1 Ω； 电流表 A2，量程 0.6 A，内阻 r2＝0.2 Ω； 电压表 V，量程 3 V，内阻 rV＝9 kΩ； 标准电阻 R1，阻值 1 Ω； 标准电阻 R2，阻值 3 kΩ； 滑动变阻器 R，阻值范围 0～10 Ω； 学生电源 E，电动势 6 V，内阻不计； 开关 S 及导线若干． 考点一 对实验原理和电路设计的考查 ① 甲同学设计了如图1甲所示的电路 来进行测量，当通过L的电流为0.46 A 时，电压表的示数如图乙所示，此时L 的电阻为________Ω. 5 2.3V RL＝ U I ＝ 2.30 0.46 Ω＝5 Ω. 甲 乙 图1 课堂探究·考点突破
课堂探究·考点突破 ②乙同学又设计了如图2所示的电路来 【例1】(2012四川理综22)某学习小进行测量,电压表指针指在最大刻度 组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲时,加在L上的电压值是4V 线,可供选用的器材如下 小灯泡L,规格“4.0V0.7A”; R 电流表A1,量程3A,内阻约为019; S R 电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2g2; 电压表V,量程3V,内阻r=9k2; 图2 标准电阻R1,阻值1g; ②由题图知电压表V与R2串联,根据串 标准电阻R2,阻值3k2; 联分压,当蛙表的示数为3V时,R2 两的电压 滑动变阻器R,阻值范围0~109; 1呀则时数,01+n2 学生电源E,电动势6V,内阻不计; (3 4v 开关S及导线若干 MYKONGLONG
【例 1】 (2012·四川理综·22(2))某学习小 组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲 线，可供选用的器材如下： 小灯泡 L，规格“4.0 V 0.7 A”； 电流表 A1，量程 3 A，内阻约为 0.1 Ω； 电流表 A2，量程 0.6 A，内阻 r2＝0.2 Ω； 电压表 V，量程 3 V，内阻 rV＝9 kΩ； 标准电阻 R1，阻值 1 Ω； 标准电阻 R2，阻值 3 kΩ； 滑动变阻器 R，阻值范围 0～10 Ω； 学生电源 E，电动势 6 V，内阻不计； 开关 S 及导线若干． ②乙同学又设计了如图2所示的电路来 进行测量，电压表指针指在最大刻度 时，加在L上的电压值是________ V. 4 ②由题图知电压表 V 与 R2 串联，根据串 联分压，当电压表 V 的示数为 3 V 时，R2 两端的电压 U2＝ UV rV R2＝ 3 9 000×3 000 V＝ 1 V，所以灯泡两端的电压 U′＝UV＋U2 ＝(3＋1) V＝4 V. 图2 课堂探究·考点突破
课堂探究·考点突破 ③学习小组认为要想更准确地描绘 【例1】(2012四川理综22)某学习小 出L完整的伏安特性曲线,需要重 组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲 线,可供选用的器材如下: 新设计电路.请你在乙同学的基础 小灯泡L,规格“40V0.7A”; 上利用所供器材,在图3所示的虚 电流表A1,量程3A,内阻约为01g; 线框内补画出实验电路图,并在图 电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.29 上标明所选器材代号. 电压表V,量程3V,内阻r=9kQ; 标准电阻R1,阻值19; i D R. R 标准电阻R2,阻值3kg; 滑动变阻器R,阻值范围0~1092; 学生电源E,电动势6V,内阻不计; S P 开关S及导线若干 E 图3 MYKONGLONG
【例 1】 (2012·四川理综·22(2))某学习小 组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲 线，可供选用的器材如下： 小灯泡 L，规格“4.0 V 0.7 A”； 电流表 A1，量程 3 A，内阻约为 0.1 Ω； 电流表 A2，量程 0.6 A，内阻 r2＝0.2 Ω； 电压表 V，量程 3 V，内阻 rV＝9 kΩ； 标准电阻 R1，阻值 1 Ω； 标准电阻 R2，阻值 3 kΩ； 滑动变阻器 R，阻值范围 0～10 Ω； 学生电源 E，电动势 6 V，内阻不计； 开关 S 及导线若干． ③学习小组认为要想更准确地描绘 出L完整的伏安特性曲线，需要重 新设计电路．请你在乙同学的基础 上利用所供器材，在图3所示的虚 线框内补画出实验电路图，并在图 上标明所选器材代号． 图3 课堂探究·考点突破
课堂探究·考点突破 考点二对仪器选取、图象描绘及数据处理的考查 【例2】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一(1在下面所给的虚线框中画出 只小灯泡,其标称功率值为075W,额定电压值已 模糊不清.他们想测定其额定电压值,于是先用欧他们进行实验的电路原理图 姆表直接测出该灯泡的电阻约为29,然后根据公指出上述器材中,电流表选择 式计算出该灯泡的额定电压U=PR=V×075A,(填“A”或“A2”); Ⅴ=1.22V.他们怀疑所得电压值不准确,于是,再 利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量/滑动变阻器选择R 填 通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据“R1”或“R2 来绘灯泡的U-图线,进而分析灯泡的额定电压 A.电压表V(量程3V,内阻约3k9) B.电流表A1(量程150mA,内阻约2g2) C.电流表A2(量程500mA,内阻约0692) D.滑动变阻器R(0~2092) R1 E.滑动变阻器R2(0~1009 F.电源E电动势4.0V,内阻不计) G.开关S和导线若干 H.待测灯泡L(额定功率075W,额定电压未知) MYKONGLONG
【例 2】 物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一 只小灯泡，其标称功率值为 0.75 W，额定电压值已 模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧 姆表直接测出该灯泡的电阻约为 2 Ω，然后根据公 式计算出该灯泡的额定电压 U＝ PR＝ 2×0.75 V＝1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再 利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量 通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据 来绘灯泡的 U－I 图线，进而分析灯泡的额定电压． A．电压表 V(量程 3 V，内阻约 3 kΩ) B．电流表 A1(量程 150 mA，内阻约 2 Ω) C．电流表 A2(量程 500 mA，内阻约 0.6 Ω) D．滑动变阻器 R1(0～20 Ω) E．滑动变阻器 R2(0～100 Ω) F．电源 E(电动势 4.0 V，内阻不计) G．开关 S 和导线若干 H．待测灯泡 L(额定功率 0.75 W，额定电压未知) 考点二 对仪器选取、图象描绘及数据处理的考查 (1)在下面所给的虚线框中画出 他们进行实验的电路原理图， 指出上述器材中，电流表选择 ________(填“A1 ”或“A2”)； 滑动变阻器选择________(填 “R1 ”或“R2”)． A2 R1 课堂探究·考点突破
课堂探究·考点突破 (2在实验过程中,该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到123V时, 发现灯泡亮度很暗,当达到270V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测 数据记录在下边表格中. 次数 U/\ 0.20 0.60 1.80 请你根据实验数据在图4中作出灯泡的U一/图线 UNV 3.00 (3)由图象得出该灯泡的额定电压应为 2.00 2V;这一结果大于123V,其 原因是 1.00 灯泡冷态电阻小于正常工作时的 电阻(或灯泡电阻随温度升高而 变大) 100 图4 200 300 I/mA MYKONGLONG
(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时， 发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测 数据记录在下边表格中. 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310 请你根据实验数据在图4中作出灯泡的U－I图线． (3)由图象得出该灯泡的额定电压应为 ________V；这一结果大于1.23 V，其 原因是 2.5 灯泡冷态电阻小于正常工作时的 电阻(或灯泡电阻随温度升高而 变大) 课堂探究·考点突破 图4