第四講 實驗八：測繪小燈泡的伏安特性曲線

1、必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 第四講實驗八：第四講實驗八： 測繪小燈泡的伏安特性曲線測繪小燈泡的伏安特性曲線 1描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線 2分析曲線的變化規(guī)律分析曲線的變化規(guī)律 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 1用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小 燈泡兩端的電壓，測出多組燈泡兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在值，在UI坐標系中描出坐標系中描出 各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連結(jié)起來各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連結(jié)起來 2電流表外接：因為小燈泡電阻很小，如果內(nèi)接電流電流表外接：因為小燈泡電

2、阻很小，如果內(nèi)接電流 表，分壓明顯滑動變阻器采用分壓式：使電壓能從表，分壓明顯滑動變阻器采用分壓式：使電壓能從0開始開始 連續(xù)變化連續(xù)變化 3滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 接法接法限流式接法限流式接法分壓式接法分壓式接法 電路圖電路圖 特點特點 用電器和滑動變阻器的一用電器和滑動變阻器的一 部分串聯(lián)，另一部分不起作部分串聯(lián)，另一部分不起作 用；用；調(diào)節(jié)電壓的范圍不能調(diào)節(jié)電壓的范圍不能 從零開始變化；從零開始變化；閉合開關(guān)閉合開關(guān) 前一定要使滑片前一定要使滑片P置于置于B端端 用電器和滑動變阻器的一部用電器和滑動變阻

3、器的一部 分并聯(lián)后和另一部分串聯(lián)；分并聯(lián)后和另一部分串聯(lián)； 電壓可以從零調(diào)節(jié)到最大值；電壓可以從零調(diào)節(jié)到最大值； 合上開關(guān)前滑片應在合上開關(guān)前滑片應在A端，端， 以使負載以使負載Rx的電壓和電流最小的電壓和電流最小 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 接法接法限流式接法限流式接法分壓式接法分壓式接法 適用條適用條 件件 滑動變阻器的最大阻值和滑動變阻器的最大阻值和 用電器的阻值差不多且要用電器的阻值差不多且要 求電壓不從零開始變化，求電壓不從零開始變化， 通常情況下，由于限流式通常情況下，由于限流式 結(jié)構(gòu)簡單、耗能小，優(yōu)先結(jié)構(gòu)簡單、耗能小，優(yōu)先 使用限流式使用限流式 滑動變阻器的最大阻值遠

4、小于滑動變阻器的最大阻值遠小于 待測電阻的阻值；待測電阻的阻值； 電壓要求從零變化；電壓要求從零變化； 實驗儀器最大允許電流、電壓實驗儀器最大允許電流、電壓 不夠，即連成限流式接法時，電不夠，即連成限流式接法時，電 壓或電流超過電表量程壓或電流超過電表量程 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 4.儀器選擇的三個原則儀器選擇的三個原則 (1)安全性原則：通過電源、電阻、電流表、電壓表等的電流 不能超過其允許的額定電流(2)精確性原則：根據(jù)實驗的需要， 選取精度合適的儀器，以盡可能的減小實驗誤差電壓表、電流 表指針的偏角要大于滿偏的三分之一(3)操作方便：實驗時要調(diào) 節(jié)方便，易于操作，比如對滑

5、動變阻器，如果是用分壓法連入電 路的，則應選用小阻值的滑動變阻器，只有這樣，在移動滑片時， 相應的用電器上的電壓變化才會明顯；如果選用大阻值的滑動變 阻器，就會出現(xiàn)在移動滑片時，剛開始時用電器上的電壓幾乎不 變，過了某位置后又突然增大的現(xiàn)象，不易操作 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 學生電源學生電源(46 V直流直流)、小燈泡、小燈泡(4 V、0.7 A或或3.8 V、0.3 A)、電流表、電流表(內(nèi)阻較小內(nèi)阻較小)、電壓、電壓 表表(內(nèi)阻很大內(nèi)阻很大)、開關(guān)和導線、滑動變阻器、開關(guān)和導線、滑動變阻器、 坐標紙坐標紙 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 一、實驗步驟一、實驗步驟 1

6、.將燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電將燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電 源、開關(guān)用導線連接成如右圖所示電路源、開關(guān)用導線連接成如右圖所示電路 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 2測出小燈泡在不同電壓下的電流測出小燈泡在不同電壓下的電流 移動滑動變阻器觸頭位置，測出移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值組左右不同的電壓值U和電流值和電流值 I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格，并將測量數(shù)據(jù)填入表格. U/V00.20.40.60.81.01.2 I/A U/V1.62.02.42.83.23.63.8 I/A 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 二、整理儀器、數(shù)據(jù)處理二、整理儀

7、器、數(shù)據(jù)處理 3拆除電路、整理儀器拆除電路、整理儀器 4畫出伏安特性曲線畫出伏安特性曲線 (1)在坐標紙上以在坐標紙上以U為橫軸，以為橫軸，以I為縱軸，建立坐標系為縱軸，建立坐標系 (2)在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點(坐標系縱軸和橫軸的標坐標系縱軸和橫軸的標 度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜) (3)將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來，就得到小燈泡的伏安特性將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來，就得到小燈泡的伏安特性 曲線曲線 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 1本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測量

8、電路必須采本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采 用電流表外接法用電流表外接法 2滑動變阻器應采用分壓式連接：目的是為了使小燈泡兩端的電滑動變阻器應采用分壓式連接：目的是為了使小燈泡兩端的電 壓能從壓能從0開始連續(xù)變化開始連續(xù)變化 3UI圖線在圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0 V左右左右 繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差 4建立坐標系時，縱軸表示電壓，橫軸表示電流，兩坐標軸選取建立坐標系時，縱軸表示電壓，橫軸表示電流，兩坐標軸選取 的標度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標紙的標度要合理，使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)

9、畫出的圖線盡量占滿坐標紙 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會 帶來誤差帶來誤差 2測量時讀數(shù)帶來誤差，嚴格按照讀數(shù)規(guī)則測量時讀數(shù)帶來誤差，嚴格按照讀數(shù)規(guī)則 3在坐標紙上描點、作圖帶來誤差用細鉛筆，嚴格標度在坐標紙上描點、作圖帶來誤差用細鉛筆，嚴格標度 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 在在“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀的實驗中，可供選擇的實驗儀 器如下：器如下： 小燈泡小燈泡L，“3.8 V,0.3 A” 電壓表電壓表V，量程

10、，量程05 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻5 k 電流表電流表A1，量程，量程0100 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻4 電流表電流表A2，量程，量程0500 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.4 滑動變阻器滑動變阻器R1，最大阻值，最大阻值10 ，額定電流，額定電流1.0 A 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 滑動變阻器滑動變阻器R2，最大阻值，最大阻值5 ，額定電流，額定電流0.5 A 直流電源直流電源E，電動勢約為，電動勢約為6 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.5 導線、電鍵等導線、電鍵等 (1)在上述器材中，滑動變阻器應選在上述器材中，滑動變阻器應選_；電流表應選；電流表應選 _(填元件的物理符號填元件的物理符號) (2)在虛線

11、框內(nèi)畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 (3)某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實 驗數(shù)據(jù)在驗數(shù)據(jù)在IU坐標系中，描繪出如右圖所示的小燈泡坐標系中，描繪出如右圖所示的小燈泡 的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷下的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷下 圖中正確的是圖中正確的是(圖中圖中P為小燈泡的功率為小燈泡的功率)() 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 解析：解析：(1)本題變壓器采用分壓接法，通常應當選用最大阻值小本題變壓器采用分壓接

12、法，通常應當選用最大阻值小 的滑動變阻器，但本題中如果選用的滑動變阻器，但本題中如果選用R2，則電路中的電流會超過，則電路中的電流會超過R2允許通允許通 過的最大電流，故滑動變阻器應當選擇過的最大電流，故滑動變阻器應當選擇R1.電流表電流表A1的量程太小，故電流的量程太小，故電流 表應當選擇表應當選擇A2. 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 答案：答案：(1)R1A2 (2)電路圖如解析圖所示電路圖如解析圖所示 (3)BD 對電學實驗器材的選擇一般分兩步考慮，首先要根據(jù)實驗的要求對電學實驗器材的選擇一般分兩步考慮，首先要根據(jù)實驗的要求 設(shè)計好測量電路，選擇必要的相應的器材時要著重考慮準確

13、性；然后設(shè)設(shè)計好測量電路，選擇必要的相應的器材時要著重考慮準確性；然后設(shè) 計供電電路，此時選擇相應的器材時要著重考慮安全性計供電電路，此時選擇相應的器材時要著重考慮安全性 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 一個小燈泡的額定電壓為一個小燈泡的額定電壓為2.0 V，額定電流約為，額定電流約為0.5 A，選用下列實，選用下列實 驗器材描繪小燈泡的伏安特性曲線驗器材描繪小燈泡的伏安特性曲線 電源電源E1：電動勢為：電動勢為3.0 V，內(nèi)阻不計；，內(nèi)阻不計； 電源電源E2：電動勢為：電動勢為12.0 V，內(nèi)阻不計；，內(nèi)阻不計； 電壓表電壓表V：量程為：量程為03 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為10 k 電

14、流表電流表A1：量程為：量程為03 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.1 電流表電流表A2：量程為：量程為00.6 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.6 ； 滑動變阻器滑動變阻器R：最大阻值為：最大阻值為10 ，額定電流為，額定電流為1.0 A；開關(guān)；開關(guān)S，導線，導線 若干若干 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 用實驗得到如下數(shù)據(jù)用實驗得到如下數(shù)據(jù)(I和和U分別表示小燈泡的電流和電壓分別表示小燈泡的電流和電壓)： (1)實驗中電源應選用實驗中電源應選用_；電流表應選用；電流表應選用_ (2)在下面虛線框中畫出實驗電路圖可用的器材有：電壓表、電在下面虛線框中畫出實驗電路圖可用的器材有：電壓表、電 流表、

15、滑線變阻器流表、滑線變阻器(阻值變化范圍阻值變化范圍010 )、電源、小燈泡、開關(guān)、導線、電源、小燈泡、開關(guān)、導線 若干若干 I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50 U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 (3)在下面坐標中畫出小燈泡的在下面坐標中畫出小燈泡的UI曲線曲線 (4)若將本題中的小燈泡接在電動勢是若將本題中的小燈泡接在電動勢是1.5 V、內(nèi)阻是、內(nèi)阻是1.0 的電池兩的電池兩 端，問小燈泡的實際功率是多少？端，問小燈泡的實際功率是多少？(簡要寫出求

16、解過程，若需作圖，可直簡要寫出求解過程，若需作圖，可直 接畫在坐標系中接畫在坐標系中) 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 答案：答案：(1)E1A2 (2)電路如圖電路如圖 (3)(4)0.44 W 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 (2010重慶卷重慶卷)在探究小燈泡的伏安特性實驗中，所用器材有：燈在探究小燈泡的伏安特性實驗中，所用器材有：燈 泡泡L、量程恰當?shù)碾娏鞅?、量程恰當?shù)碾娏鞅鞟和電壓表和電壓表V、直流電源、直流電源E、滑動變阻器、滑動變阻器R、電鍵、電鍵 S等，要求燈泡兩端電壓從等，要求燈泡兩端電壓從0 V開始變化開始變化 (1)

17、實驗中滑動變阻器應采用實驗中滑動變阻器應采用_接法接法(填填“分壓分壓”或或“限限 流流”) (2)某同學已連接如圖甲所示的電路，在連接最后一根導線的某同學已連接如圖甲所示的電路，在連接最后一根導線的c端到端到 直流電源正極之前，請指出其中僅有的直流電源正極之前，請指出其中僅有的2個不當之處，并說明如何改正。個不當之處，并說明如何改正。 A_；B._ 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 (3)電路連接正確后，分別測得兩只燈泡電路連接正確后，分別測得兩只燈泡L1和和L2的伏安特性曲線如的伏安特性曲線如 圖乙中圖乙中和和所示，然后將燈泡所示，然后將燈泡L1、L2與電池組與電池組(電動勢和內(nèi)阻均恒定電動勢和內(nèi)阻均恒定) 連成圖丙所示電路，多次測量后得到通過連成圖丙所示電路，多次測量后得到通過L1和和L2的電流平均值分別為的電流平均值分別為 0.30 A和和0.60 A. 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 必考部分 選修3-1 第七章 恒定電流 A在圖乙中畫出電池組路端電壓在圖乙中畫出電池組路端電壓U和電流和電流I的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 B由該曲線可知電池組的電動勢為由該曲線可知電池組的電動勢為_V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為 _.(取取2位有效數(shù)字位有效數(shù)字) 解析：解析：(1)因為燈泡兩端的電壓要從因為燈泡兩端