實驗七和八描繪小電珠的伏安特性曲線探究導體電阻與其影響因素的定量關系

1、15 5 實驗：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗：描繪小電珠的伏安特性曲線探究導體電阻與其影響因素的定量關系探究導體電阻與其影響因素的定量關系2 一、測繪小燈泡的伏安特性曲線一、測繪小燈泡的伏安特性曲線 1.實驗目的實驗目的 掌握伏安法測電阻的電路設計掌握伏安法測電阻的電路設計(關鍵關鍵是內(nèi)、外接法的選擇是內(nèi)、外接法的選擇). 理解小燈泡的伏安特性曲線為什么不理解小燈泡的伏安特性曲線為什么不是過原點的一條直線是過原點的一條直線.3 2.實驗原理實驗原理 由于電流增大，小燈泡的功率也增大，由于電流增大，小燈泡的功率也增大，溫度升高，電燈絲材料的電阻率增大，溫度升高，電燈絲材料的電阻率增大，因此電燈絲

2、的電阻增大，所以燈絲電阻因此電燈絲的電阻增大，所以燈絲電阻并不是一個定值并不是一個定值.由于電流越大，燈絲電由于電流越大，燈絲電阻越大，它的伏安特性曲線阻越大，它的伏安特性曲線(I-U圖線圖線)并不是一條直線，在該曲線上，任意一并不是一條直線，在該曲線上，任意一點與原點連線的斜率表示該點點與原點連線的斜率表示該點(在此電壓在此電壓與電流下與電流下)的電阻的倒數(shù)，斜率越小，電的電阻的倒數(shù)，斜率越小，電阻越大阻越大.4 3實驗器材實驗器材 “3.8V，0.3A”的小燈泡，的小燈泡，46V學學生電源生電源(或或34個電池組個電池組)，0100的滑動變阻器，的滑動變阻器，015V的電壓表，的電壓表，0

3、06A的電流表，開關一個、導線的電流表，開關一個、導線若干若干. 4.實驗步驟實驗步驟 (1)選取適合的儀器按圖選取適合的儀器按圖 所示的電路連接好所示的電路連接好.A B5 (2)將滑動變阻器滑片調(diào)節(jié)到將滑動變阻器滑片調(diào)節(jié)到A端后，端后，閉合開關閉合開關. (3)調(diào)節(jié)滑動變阻器，在燈泡額定電壓調(diào)節(jié)滑動變阻器，在燈泡額定電壓范圍內(nèi)讀取數(shù)組不同的電壓值和電流值，范圍內(nèi)讀取數(shù)組不同的電壓值和電流值，并制表記錄并制表記錄. (4)斷開開關，拆下導線，將儀器恢復斷開開關，拆下導線，將儀器恢復原樣原樣. (5)以以I為縱軸，為縱軸，U為橫軸，畫出為橫軸，畫出I-U曲曲線并進行分析線并進行分析.6 二、探

4、究導體電阻與其影響因素的定量二、探究導體電阻與其影響因素的定量關系關系 1.實驗探究：實驗探究：用控制變量法進行探究用控制變量法進行探究.保保持橫截面積和材料兩個因素不變的條件持橫截面積和材料兩個因素不變的條件下，改變導體長度，測出相應的電阻及下，改變導體長度，測出相應的電阻及導體長度，可得出電阻與導體長度關系導體長度，可得出電阻與導體長度關系.然后再依次研究電阻與另外兩個因素的然后再依次研究電阻與另外兩個因素的關系關系.由于金屬絲的電阻較小，為減小誤由于金屬絲的電阻較小，為減小誤差，測量電阻時應采用電流表外接法差，測量電阻時應采用電流表外接法.7 2.理論探究理論探究：根據(jù)串聯(lián)電路的性質(zhì)，：

5、根據(jù)串聯(lián)電路的性質(zhì)，通過邏輯推理，可得出電阻與導體通過邏輯推理，可得出電阻與導體的長度成正比；根據(jù)并聯(lián)電路的性的長度成正比；根據(jù)并聯(lián)電路的性質(zhì)，通過邏輯推理，可得出電阻與質(zhì)，通過邏輯推理，可得出電阻與導體的橫截面積成反比導體的橫截面積成反比.8 1.螺旋測微器如何操作和讀數(shù)螺旋測微器如何操作和讀數(shù). (1)構造：構造：9 (2)原理：精密螺紋的螺距是原理：精密螺紋的螺距是0.5mm，即，即每旋轉(zhuǎn)一周，每旋轉(zhuǎn)一周，P前進或后退前進或后退0.5mm，把這，把這一周分成一周分成50等分，每一等分對應固定刻度上等分，每一等分對應固定刻度上的的0.01mm，即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等分，即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等分

6、，P前進或后退前進或后退0.01mm，因此，從可動刻度，因此，從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少等分就知道長度變化了多少個旋轉(zhuǎn)了多少等分就知道長度變化了多少個0.01mm.用它測量長度，可以精確到用它測量長度，可以精確到0.01mm，還可以估讀到，還可以估讀到0.001mm(即毫即毫米的千分位米的千分位)，因此螺旋測微器又稱為千分尺，因此螺旋測微器又稱為千分尺.它是把前后方向的微小變化和圓周上的旋轉(zhuǎn)它是把前后方向的微小變化和圓周上的旋轉(zhuǎn)變化對應起來，放大了這種變化變化對應起來，放大了這種變化.10 使用螺旋測微器時，將被測物體放在測使用螺旋測微器時，將被測物體放在測砧砧A和測微螺桿和測微螺桿P之間，先使用粗

7、調(diào)旋鈕之間，先使用粗調(diào)旋鈕K，在測微螺桿，在測微螺桿P快靠近被測物體時，改快靠近被測物體時，改用微調(diào)旋鈕用微調(diào)旋鈕K，聽到，聽到“咔咔咔咔”聲音停止聲音停止轉(zhuǎn)動，并用止動旋鈕止動，然后讀數(shù)轉(zhuǎn)動，并用止動旋鈕止動，然后讀數(shù).螺螺旋測微器的讀數(shù)方法是：先從固定刻度旋測微器的讀數(shù)方法是：先從固定刻度尺上讀出半毫米以上長度，然后找出鼓尺上讀出半毫米以上長度，然后找出鼓輪上可動刻度上第幾條刻度線與固定刻輪上可動刻度上第幾條刻度線與固定刻度線上的水平橫線對齊，度線上的水平橫線對齊，11 再估讀一位數(shù)字就是可動刻度示數(shù)，再估讀一位數(shù)字就是可動刻度示數(shù)，兩次讀數(shù)相加就是所要測量的長度兩次讀數(shù)相加就是所要測量的

8、長度.即所測長度即所測長度L=固定刻度示數(shù)固定刻度示數(shù)+可動可動刻度示數(shù)刻度示數(shù)最小分度值最小分度值(0.01mm).以毫米為單位時，小數(shù)點后面要有三以毫米為單位時，小數(shù)點后面要有三位有效數(shù)字，特別是最后一位估讀數(shù)位有效數(shù)字，特別是最后一位估讀數(shù)字為零時，不能省略字為零時，不能省略.12 2.在測繪小燈泡的伏安特性曲線的實在測繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗中，我們應注意什么？驗中，我們應注意什么？ (1)本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻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值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法表外接法. (2)滑動變阻器應采用分壓式連接，滑動變阻器應采用分壓

9、式連接，目的是為了使小燈泡兩端的電壓能從目的是為了使小燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化開始連續(xù)變化.13 (3)閉合電鍵閉合電鍵S前，滑動變阻器觸頭應移前，滑動變阻器觸頭應移到使小燈泡分得電壓為到使小燈泡分得電壓為0的一端，可以的一端，可以使開關閉合時小燈泡電壓能從使開關閉合時小燈泡電壓能從0開始變開始變化，同時，也為了防止開關剛閉合時小化，同時，也為了防止開關剛閉合時小燈泡兩端因電壓過大而燒壞燈絲燈泡兩端因電壓過大而燒壞燈絲. (4)U-I圖線在圖線在U0=1.0V左右將發(fā)生明左右將發(fā)生明顯彎曲，故在顯彎曲，故在U=1.0V左右繪點要密，左右繪點要密，以防出現(xiàn)很大誤差以防出現(xiàn)很大誤差.14

10、(5)電流表選擇電流表選擇0.6A量程，電壓表量程，電壓表量程選擇視小燈泡的額定電壓而定，量程選擇視小燈泡的額定電壓而定，即使用的若是即使用的若是“3.8V，0.3A”的小的小燈泡，又要完整的描繪出它的伏安燈泡，又要完整的描繪出它的伏安特性曲線，則選用電壓表的特性曲線，則選用電壓表的15V量量程，若使用程，若使用“2.5V，0.6A”的小燈的小燈泡，則選用電壓表的泡，則選用電壓表的3V量程量程.15 (6)在坐標紙上建立一個直角坐在坐標紙上建立一個直角坐標系，兩坐標軸選取的標度要合標系，兩坐標軸選取的標度要合理，連圖線時曲線要平滑，不在理，連圖線時曲線要平滑，不在圖線上的數(shù)據(jù)點應均勻分布在圖圖

11、線上的數(shù)據(jù)點應均勻分布在圖線兩側(cè)線兩側(cè).所測數(shù)據(jù)中誤差較大的所測數(shù)據(jù)中誤差較大的點，在連線中應不予考慮點，在連線中應不予考慮.16 3.根據(jù)實驗要求和實驗條件，怎樣選用合根據(jù)實驗要求和實驗條件，怎樣選用合適的儀器適的儀器? 選用電流表、電壓表時，要根據(jù)電源電選用電流表、電壓表時，要根據(jù)電源電動勢、電阻的大小和額定功率等考慮所測動勢、電阻的大小和額定功率等考慮所測電流、電壓的最大值，不能超出儀表的量電流、電壓的最大值，不能超出儀表的量程，以確保不損壞儀器程，以確保不損壞儀器.在實驗電路中測在實驗電路中測量電流、電壓時，電流表、電壓表的指針量電流、電壓時，電流表、電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度不宜過小，以減

12、小誤差，電流表、偏轉(zhuǎn)角度不宜過小，以減小誤差，電流表、電壓表的讀數(shù)為滿刻度電壓表的讀數(shù)為滿刻度2/3左右時，讀數(shù)左右時，讀數(shù)較準確較準確.17 選用滑動變阻器，若用選用滑動變阻器，若用“限流式限流式”，一般選用阻值適當大的滑動變阻器，但一般選用阻值適當大的滑動變阻器，但不是越大越好，因阻值很大時，在實驗不是越大越好，因阻值很大時，在實驗過程中可能只用到其阻值較小的一部分，過程中可能只用到其阻值較小的一部分，這樣滑動觸頭只能在很短的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這樣滑動觸頭只能在很短的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，使用起來很不方便使用起來很不方便.若采用若采用“分壓式分壓式”，應選擇阻值適當小一些的滑動變阻器，應選擇阻值適當小一些

13、的滑動變阻器，這樣可使分出的電壓大致上隨滑動觸頭這樣可使分出的電壓大致上隨滑動觸頭移動的距離成正比例改變，調(diào)節(jié)起來比移動的距離成正比例改變，調(diào)節(jié)起來比較方便較方便.18 對器材選擇的一般步驟是：對器材選擇的一般步驟是：a.先找先找出實驗中必須應用的器材；出實驗中必須應用的器材；b.畫出實畫出實驗電路原理圖；驗電路原理圖；c.估算待測電路中估算待測電路中I和和U的最大值；的最大值；d.考慮能否使電表示數(shù)考慮能否使電表示數(shù)在半偏以上；在半偏以上；e.選擇合適量程的電壓選擇合適量程的電壓表、電流表、合適阻值的滑動變阻器表、電流表、合適阻值的滑動變阻器及合適的電源及合適的電源.19 4. R=U/I與

14、與 有什么區(qū)別？有什么區(qū)別？LRS， 是電阻的定義式，其是電阻的定義式，其電阻并不隨電壓、電流的電阻并不隨電壓、電流的變化而變化，只是可由該變化而變化，只是可由該式算出線路中的電阻式算出線路中的電阻 是電阻的決定式，是電阻的決定式，其電阻的大小由導體其電阻的大小由導體的材料、橫截面積、的材料、橫截面積、長度共同決定長度共同決定提供了一種測電阻的方法：只提供了一種測電阻的方法：只要測出要測出U、I就可求出就可求出R提供了一種測導體的提供了一種測導體的的的方法：只要測出方法：只要測出R、L、S就可求出就可求出URILRSURILRS20 1.電路設計及數(shù)據(jù)處理電路設計及數(shù)據(jù)處理 小燈泡燈絲的電阻會

15、隨溫度的升高小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大而變大.某同學為研究這一現(xiàn)象，用實某同學為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)驗得到如下數(shù)據(jù)(I和和U分別表示小燈泡分別表示小燈泡上的電流和電壓上的電流和電壓)：I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.0021 (1)在圖的虛線框中畫出實驗電路圖在圖的虛線框中畫出實驗電路圖.可可用的器材有：電壓表、電流表、滑動變用的器材有：電壓表、電流表、滑動變阻器阻器(變化范圍變化范圍010)、電源、小燈、電源、小燈泡、電鍵、導線若干

16、泡、電鍵、導線若干. (2)在坐標系中畫出小燈泡的在坐標系中畫出小燈泡的U-I曲線曲線.22 (3)如果測得電池的電動勢如果測得電池的電動勢1.5V，內(nèi)阻，內(nèi)阻2.0.問：將本題中的小問：將本題中的小燈泡接在現(xiàn)在電路上的實際功率是多少？燈泡接在現(xiàn)在電路上的實際功率是多少？簡要寫出求解過程，圖可直接畫在第簡要寫出求解過程，圖可直接畫在第(2)小題的方格圖中小題的方格圖中 (a)23( b) 24 要描繪某電學元件要描繪某電學元件(最大電流不超過最大電流不超過6mA，最大電壓不超過最大電壓不超過7V)的伏安特性曲線，設的伏安特性曲線，設計電路如圖計電路如圖7-5-4所示所示.圖中定值電阻圖中定值電

17、阻R為為1k，用于限流；電流表，用于限流；電流表量程為量程為10mA，內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為5；電壓表；電壓表 (未畫出未畫出)量程為量程為10V， 內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為10k；電；電 源電動勢源電動勢E為為12V， 內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計.25 (1)實驗時有兩個滑動變阻器可供選擇：實驗時有兩個滑動變阻器可供選擇：a.阻值阻值0200，額定電流，額定電流0.3A；b.阻值阻值020，額定電流，額定電流0.5A，本實驗應選用的滑動，本實驗應選用的滑動變阻器是變阻器是 (填填“a”“b”). (2)正確接線后，測得數(shù)據(jù)如下表正確接線后，測得數(shù)據(jù)如下表：a12345678910U(V)0.003.006.006.

18、166.286.326.366.386.396.40I(mA)0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.5026 (a)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，電壓表是并聯(lián)在根據(jù)以上數(shù)據(jù)，電壓表是并聯(lián)在M與與 之間的之間的(填填“O”或或“P”). (b)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖 (a)中畫出該元件的中畫出該元件的伏安特性曲線伏安特性曲線. (3)畫出待測元件兩端電壓畫出待測元件兩端電壓UMO隨隨MN間電壓間電壓UMN變化的示意圖變化的示意圖(b)(無需數(shù)值無需數(shù)值).P27 2.儀器和電路的選擇儀器和電路的選擇 在測量金屬絲電阻率的實驗中，已知電阻絲在測量金屬絲電阻率的實

19、驗中，已知電阻絲的電阻約為的電阻約為10，現(xiàn)備有下列器材供選用：，現(xiàn)備有下列器材供選用： A.量程是量程是00.6A，內(nèi)阻是，內(nèi)阻是0.5的電流表的電流表 B.量程是量程是03A，內(nèi)阻是，內(nèi)阻是0.1的電流表的電流表 C.量程是量程是03V，內(nèi)阻是，內(nèi)阻是6k的電壓表的電壓表 D.量程是量程是015V，內(nèi)阻是，內(nèi)阻是30k的電壓表的電壓表 E.阻值為阻值為01k，額定電流為，額定電流為0.5A的滑動的滑動變阻器變阻器28 F.阻值為阻值為010，額定電流為，額定電流為2A的滑動變的滑動變阻器阻器 G.蓄電池蓄電池(6V) H.開關一個，導線若干開關一個，導線若干. (1)為使測量結果盡量準確，

20、電流表應選為使測量結果盡量準確，電流表應選用用 ，電壓表應選用，電壓表應選用 ，滑動變阻器應，滑動變阻器應選用選用 .(只填字母代號只填字母代號)29 (2)若圖所示的實驗儀器就是我們選若圖所示的實驗儀器就是我們選定的，請用鉛筆畫線連接實驗電路定的，請用鉛筆畫線連接實驗電路.3031 有一標有有一標有“6V，1.5W”的小燈泡，現(xiàn)的小燈泡，現(xiàn)用圖（用圖（a）所示電路測量其在不同電壓）所示電路測量其在不同電壓下的實際功率，提供的器材除導線和開下的實際功率，提供的器材除導線和開關外，還有：關外，還有：32 A.直流電源直流電源6V（內(nèi)阻不計）；（內(nèi)阻不計）； B.直流電流表直流電流表03A（內(nèi)阻（

21、內(nèi)阻0.1以下）；以下）； C.直流電流表直流電流表0300mA（內(nèi)阻約為（內(nèi)阻約為5）；）； D.直流電壓表直流電壓表015V（內(nèi)阻約為（內(nèi)阻約為15k）；）； E.滑動變阻器滑動變阻器10，2A； F.滑動變阻器滑動變阻器1k，0.5A. （1）實驗中電流表應選用）實驗中電流表應選用 （用序號表示），（用序號表示），滑動變阻器應選用滑動變阻器應選用 . （2）試按圖（）試按圖（a）電路將圖（）電路將圖（b）所示器材連）所示器材連成電路成電路.CE3334 3.非線性元件的處理非線性元件的處理 圖圖(a)為某一熱敏電阻為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感改變而改變，且對溫度很敏感)的的I-U關系曲關系曲線圖線圖.35 為了通過測量得到圖為了通過測量得到圖(a)所示所示I-U關系的完整關系的完整曲線，在圖曲線，在圖 (b)和圖和圖 (c)兩個電路中應選擇兩個電路中應選擇的是圖的是圖 ；簡要說明理；簡要說明理由：由： .(電源電動勢為電源電動勢為9V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為0100) 36 某研究性學習小組為了制作一種傳感器，某研究性學習小