高中物理 第2章 第3節(jié) 第2課時(shí) 實(shí)驗(yàn)：測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線課件 新人教版選修31.ppt

第二章恒定電流 同步導(dǎo)學(xué)方案 課后強(qiáng)化演練 第2課時(shí)實(shí)驗(yàn) 測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線 2 分析伏安特性曲線的變化規(guī)律 二 實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)歐姆定律 在純電阻電路中 電阻兩端的電壓和通過電阻的電流呈線性關(guān)系 即u i圖線是一條過原點(diǎn)的直線 但是實(shí)際電路中由于各種因素的影響 u i圖線就可能不是直線 用伏安法分別測(cè)出燈泡兩端電壓及通過的電流便可繪出u i圖線 其原理圖如圖所示 三 實(shí)驗(yàn)器材小燈泡 3 8v 0 3a 一個(gè) 電壓表 0 3v 15v 電流表 0 0 6a 3a 各一個(gè) 滑動(dòng)變阻器 20 一個(gè) 學(xué)生低壓直流電源 或電池組 開關(guān)一個(gè) 導(dǎo)線若干 坐標(biāo)紙 鉛筆 四 實(shí)驗(yàn)步驟1 按圖連接好實(shí)驗(yàn)電路 小燈泡的電阻較小 當(dāng)它與電流表 0 0 6a 串聯(lián)時(shí) 電流表的分壓影響很大 故為了準(zhǔn)確測(cè)繪出小燈泡的伏安特性曲線 電流表應(yīng)采用外接法 為使小燈泡上的電壓能從0開始連續(xù)變化 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法 2 把滑動(dòng)變阻器的滑片c調(diào)節(jié)到a端 經(jīng)檢查無誤后 閉合開關(guān)s 3 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置 測(cè)出12組左右的不同的電壓值u和電流值i 并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格 4 拆除實(shí)驗(yàn)電路 整理實(shí)驗(yàn)器材 五 數(shù)據(jù)處理1 在坐標(biāo)紙上以u(píng)為橫軸i為縱軸 建立坐標(biāo)系 2 在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中 以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜 3 將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來 就得到小燈泡的伏安特性曲線 六 誤差分析1 由于電壓表不是理想電表 內(nèi)阻并非無窮大 對(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差 電流表外接 則電流表示數(shù)偏大 2 測(cè)量時(shí) 讀數(shù)帶來誤差 3 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 作圖帶來誤差 七 注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查電流表 電壓表是否指零 不指零時(shí)要先轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺絲使指針指零 2 實(shí)驗(yàn)過程中 電壓表量程變更 u3v時(shí)采用0 15v量程 3 讀數(shù)時(shí) 視線要與刻度盤垂直 力求讀數(shù)準(zhǔn)確 4 當(dāng)電壓接近燈泡額定電壓值時(shí) 一定要慢慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置 注意電壓表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓 5 兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理 使得根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙 且數(shù)據(jù)點(diǎn)連接時(shí)不能連成折線 誤差大的點(diǎn)應(yīng)當(dāng)舍去 器材選擇及圖線的描繪 電路圖的連接一個(gè)小燈泡的額定電壓為6 3v 額定電流為0 3a 用以下所給的實(shí)驗(yàn)器材描繪出小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)電路如圖 1 所示 電源e1 電動(dòng)勢(shì)為8 0v 內(nèi)阻不計(jì) 電源e2 電動(dòng)勢(shì)為12 0v 內(nèi)阻不計(jì) 電壓表v 量程為0 10v 內(nèi)阻約為10k 電流表a1 量程為0 3a 內(nèi)阻約為0 1 電流表a2 量程為0 300ma 內(nèi)阻約為1 滑動(dòng)變阻器r 最大阻值10 額定電流1 0a 開關(guān)s 導(dǎo)線若干 1 依照實(shí)驗(yàn)電路圖將圖 2 中的實(shí)物圖連接成實(shí)驗(yàn)電路 2 實(shí)驗(yàn)中電源應(yīng)該選用 電流表應(yīng)該選用 3 實(shí)驗(yàn)測(cè)出的數(shù)據(jù)如下表所示 依照這些數(shù)據(jù)在圖 3 所示的坐標(biāo)紙中描繪出該小燈泡的伏安特性曲線 解析 1 實(shí)物連線如圖所示 2 由于滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1a 如果用12v的電源e2 則通過滑動(dòng)變阻器的最大電流為1 2a 這個(gè)數(shù)值超過了滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流 故電源不能選e2 只能選e1 由題圖 1 可知加在測(cè)量部分電路兩端的最大電壓值為電源e1的電動(dòng)勢(shì)8v 而測(cè)量電路的總電阻不超過燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻 21 由此可得到通過電流表的電流最大值為380ma 因此電流表應(yīng)選a2 3 按表中測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn) 將所描各點(diǎn)用平滑線連成曲線 如圖所示 答案 見解析 方法總結(jié) 1 器材選擇的原則 1 安全性原則 指的是所選用的實(shí)驗(yàn)器材能保證實(shí)驗(yàn)安全正常運(yùn)行 2 精確性原則 指的是所選用的實(shí)驗(yàn)器材能盡可能地減小誤差 3 方便性原則 指的是所選用的實(shí)驗(yàn)器材要便于操作 2 器材選擇的具體要求 1 安全性方面 電源允許的最大電流不能小于電路中的實(shí)際最大電流 電壓表或電流表的量程不能小于被測(cè)電壓或電流的最大值 電路中的限流電阻必須確保電流不能超過允許值 3 方便性方面在使用滑動(dòng)變阻器時(shí) 既要考慮其額定電流要滿足要求 又要考慮接入電路的滑動(dòng)變阻器能有效地 方便地調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓 讓電流和電壓的變化盡可能的均勻 呈線性變化 因此限流接法中要選用與待測(cè)電阻相近的滑動(dòng)變阻器 分壓接法中要選用小阻值的滑動(dòng)變阻器 3 伏安特