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20152016学年高中物理第2章第12节实验描绘小灯泡的伏安特性曲线课件新人教版选修31.ppt_图文

第12节 实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验原理及方法 一、实验目的 1.描绘小灯泡的伏安特性曲线. 2.分析伏安特性曲线的变化规律. 二、实验原理 1.用电流表测出流过小灯泡的电流,用电压表测出小灯泡两端 的电压,测出多组(U,I)值,在I-U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. 2.电路的选择:本实验用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流 和电压,描绘出伏安特性曲线.由于使用的小灯泡是“3.8 V,0.3 A”的,正常发光时灯丝电阻约为13 Ω,阻值较小,因此应该用电 流表外接电路;由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压,电压 栏 取值范围要尽量大,因此滑动变阻器应该用分压式接法电路.电路 目 链 接 图如图所示. 三、实验器材 小电珠“4 V,0.7 A”或“3.8 V,0.3 A” 一个、电压表(0~3 V~15 V、内阻很大 )与电流表(0~0.6 A~3 A、内阻较小)各一个、 滑动变阻器(最大阻值20 Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、 栏 目 链 开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔. 接 四、实验步骤 1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻 器采用分压式接法,按图中的原理图连接好实验电路. 2.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入测量电路中 的电流最小的位置(图中最左端),接线经检查无误后, 闭合开关S. 3.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I ,并将测量数据填入如图所示的表格中, 断开开关S. 栏 目 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 链 接 U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 3.4 3.8 I/A 4.拆除电路,整理仪器. 五、数据处理 1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,建立坐标系. 2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的 标度要适中,以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜). 栏 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 目 链 性曲线. 接 六、注意事项 1.本实验要作I-U图线,要求测出一组包括零在内的电压、 电流值,因此滑动变阻器应采用分压式接法. 2.由于小灯泡电阻较小,当它与电流表0~0.6 A串联时,电流 表的分压影响很大,为准确描出小灯泡的伏安特性曲线,即U、I的 值,故电流表采用外接法. 3.开关闭合前滑动变阻器滑片应移到使开关闭合时小灯泡两端 的电压为零处. 栏 目 4.电流表选择0.6 A量程,实验过程中为了减小误差,电压表 链 接 量程需变换.当U≤3 V时,采用3 V量程;U>3 V时,改用15 V量 程. 5.画I-U时纵轴和横轴的标度要适中,使所描图线占据整个 坐标为宜,不要画成折线,用平滑曲线连接时,如果有个别偏离较 远的点应该舍弃. 6.所画 I-U 图线为曲线的原因是金属的电阻率随温度的升高 而增大. 七、误差分析 栏 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 目 链 接 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. 题型1 实验原理 例 1 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规 格为“6 V,3 W”,其他供选择的器材有: 电流表 A1(量程 3 A,内阻 0.2 Ω); 栏 电流表 A2(量程 0.6 A,内阻 1 Ω); 目 链 电压表 V1(量程 6 V,内阻 20 kΩ); 接 电压表 V2(量程 20V,内阻约为 60 kΩ) 变阻器 R1(0~1 000 Ω,0.5 A); 变阻器 R2(0~20 Ω,2 A); 学生电源 E(6 V); 开关 S 及导线若干; (1)实验中要求电压表在 0~6 V 范围内读数并记录下 12 组左右 不同的电压值 U 和对应的电流值 I,以便作出伏安特性曲线,则在上 述器材中,电流表应选________, 电压表应选________,变阻器应 栏 选________. 目 链 接 (2)在所给的虚线方框中画出此实验的电路图. (3)以下是该实验的操作步骤 A.闭合开关,记下电流表、电压表的一组示数(U、I),移动变 阻器的滑动触头,每移动一次记下一组(U、I)值,共测出 12 组数据 B.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接 栏 目 成电路 链 接 C.调节触头位置,使闭合开关前触头处于使变阻器与小灯泡并 联的电阻最大的位置 D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用平滑曲线连接起来, 得出小灯泡的伏安特性曲线 以上各步骤中存在的错误或不妥之处: _______________________________________________________ _____ 将 各 步 骤 纠 正 后 , 按 实 验 先 后 顺 序 排 列 起 来 栏 ___________________________________________________________ 目 链 _____________. 接 (4) 小 灯 泡 的 I—U 图 线 是 一 条 曲 线 , 其 原 因 是 ___________________________________________________________ _ 【审题指导】根据灯泡的额定电压可选择电压表,再根据 I=UP额额 求出灯泡的额定电流,根据该电流选择电流表;在保证安全的前提下, 为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器;电压从零开始 变化,滑动变阻器应采用分压式接法,根据灯泡电阻与电流表电阻间 栏


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