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时间:2019-05-14
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1、第八章电路第五节实验复习一:描绘小灯泡的伏安特性曲线一.考点分析掌握安培表、伏特表的使用,滑动变阻器的分压连接方法,理解伏安曲线的意义,能熟练地进行电路实物连线。二.基础回顾实验原理:根据原理图从电压表和电流表上读出相应的电压U和电流I,绘出U—I图。根据金属丝电阻率随温度的升高而增大的特点,分析曲线的变化规律。实验电路图如右图所示:实验器材:电压表(0-3V),电流表(0-0.6A),小灯泡(3.8V),滑动变阻器(20Ω),电源(4-6)V,电键,导线若干。实验步骤:1、适当选择电流表,电压表的量程,采用电流表的外接法,按图中所
2、示的原理电路图连接好实验电路图。2、滑动变阻器采用分压接法,把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端,电路经检查无误后,闭合电键S。3、改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U,记入下面表格内。电压0.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.6电流4、断开电键S,在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流I,横轴表示电压U,用平滑曲线将各点连接起来,便得到伏安特性曲线。5、拆去实验线路,整理好实验器材。误差分析:⑴电压表的分流未考虑造成I偏大存在系统误差。⑵描绘
3、U—I图线时作图不准造成偶然误差。注意事项1、实验要作出I—U图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此,变阻器要采用分压接法;2、被测小灯泡电阻较小,实验电路必须采用电流表外接法;3、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端;4、坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度例应该适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线,不能画成折线。误差分析测量电路存在系统误差,未考虑电压表的分流,造成测得的I值比真实值偏大;5.关于滑动变阻器限流与分压滑动变阻器的限流接法如a图,与分压接法如图b下列情况必须采用分压式接法①要求回路
4、中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节。②用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0,且实验要求用电器电压变化范围较大。因为限流连接电压变化为:0~,范围太小;分压连接电压变化为:0~(RL》R0),。相反,如果采用限流接法(a),由于滑动变阻器的最大值R0太小,实际不能起到限流作用,也不利于调节数据。③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.下列情况可选用限流式接法①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近或RL略小于R0,采用限流式接
5、法.②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.③没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.三、例题分析例1.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)在左下框中画出实验电路图.可
6、用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0—10Ω)电源、小灯泡、电键、导线若干.(2)在右图中画出小灯泡的U—I曲线.(3)如果某一电池的电动势是1.5V,内阻是2.0Ω.问:将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程;若需作图,可直接画在第(2)小题的方格图中)解:(1)见下图(2)见下图 (3)作出U=E—Ir图线,可得小灯泡工作电流为0.35安,工作电压为0.80伏,因此小灯泡实际功率为0.28瓦例2.使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率,并且作出小灯泡的电功率与它两端电压
7、的平方的关系曲线.已知小灯泡上标有“6V,3W”字样,电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器的规格是“5W2A”.要求:⑴把图1中实物连成实验电路;⑵图2的4个图象中哪个可能是正确的?简单说明理由.解:变阻器通常用来控制电路中的电流或电压,可以有限流与分压两种接法,根据题意,灯泡电阻约为R=62/3W=12W,若采用限流,即使变阻器阻值用到最大,灯泡电压最小值可达4V左右,其电压调节,范围约在4V-6V间,显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线.而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为0V-6V间,便
8、于选取数据作相应图线,至于电压表与电流表采用内接、外接,题目未给表的内阻,但实验学生用表在电阻为10W左右时,内、外接表误差差别不大,本题不作要求,连线时应注意量程选择与表“+”、“一”接线柱接法,接线如图3.图2中所绘图线,由横
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