实验描绘小电珠的伏安特性曲线

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1、实验(2):描绘小电珠的伏安特性曲线基础梳理整合方法探究突破基础梳理整合◎构建能力大厦的奠基石◎一、实验目的描绘小电珠的伏安特性曲线。二、实验器材小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸。用电流表和电压表测出小电珠在不同电压下的电流,建立UI坐标系,描点连成直线或平滑曲线即得到小电珠的伏安特性曲线。为了尽可能多取些数据点并减小实验误差,应选用电流表外接法,滑动变阻器分压接法电路,因为小电珠的电阻值较小。三、实验原理四、实验步骤1.连接电路将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路。2.测出小

2、电珠在不同电压下的电流(1)闭合开关S前,滑动变阻器触头应移到最左端,以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化;同时,这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。(2)移动滑动变阻器触头的位置,测出12组不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格。U/V00.20.40.60.81.01.2I/A0U/V1.62.02.42.83.23.63.8I/A3.画出伏安特性曲线(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)。

3、(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线。4.拆除电路,整理仪器。五、注意事项1.电路的连接方式(1)电流表应采用外接法:因为小电珠的电阻很小,与0~0.6A电流表串联时,电流表的分压影响不可忽略。(2)滑动变阻器应采用分压式连接:目的是为了使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。2.闭合开关S前,滑动变阻器触头应移到小电珠分得电压为零的位置,可以使开关闭合时小电珠电压能从零开始变化,同时,也为了防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。3.UI图线在U=1.0V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0V左右测绘点要密,否

4、则将出现较大误差。4.电流表选择0~0.6A量程,电压表量程选择视小电珠的额定电压而定,即使用的若是“3.8V,0.3A”的小电珠,选用电压表的0~15V量程,若使用“2.5V,0.6A”的小电珠,则选用电压表的0~3V量程。5.当小电珠电压接近额定值时要缓慢增加到额定值,读出I后马上断开开关。6.误差较大的点要舍去,UI应是平滑曲线而非折线。方法探究突破◎提升应用技巧的突破口◎【例1】有一个小电珠上标有“4V,2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个小电珠的UI图线。有下列器材供选用:A.电压表(0~5V,内阻10kΩ)B.电压表(0~10V

5、,内阻20kΩ)C.电流表(0~3A,内阻1Ω)D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)E.滑动变阻器(5Ω,1A)F.滑动变阻器(500Ω,0.2A)(1)实验中电压表应选用,电流表应选用。为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用(用序号字母表示)。(2)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把由图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。思路点拨:(1)如何通过计算选择仪器?(2)如何判断电流表的内外接法?如何确定分压、限流接法?解析:(1)因小电珠的额定电压为4V,所以电压表应选用A,小电珠的额

6、定电流I==0.5A,所以电流表应选用D;小电珠正常工作时的电阻为R==8Ω,因为>Rx,Rx为小电阻,电流表应采用外接法,要求电压表从零开始变化,故滑动变阻器采用分压接法,为便于调节,滑动变阻器应选用E。(2)满足实验要求的电路图如图。接成的相应实物电路图如图。答案:(1)A　D　E    (2)见解析【例2】(2011·广东理综)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干。①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表倍率的电阻挡(请填写“×1”“×10”或

7、“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图所示,结果为Ω。②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图完成实物图中的连线。③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于端。为使小电珠亮度增加,P应由中点向端滑动。④下表为电压等间隔变化测得的数据。为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)。数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244解析:①根据小电珠的规格可算出

8、在额定电压下的阻值约为10Ω,故用多用电表粗测阻值时应使指针在中值电阻附近,误差小,故应选择“×1”倍率,示数为7.5Ω。②③滑动变阻器采用分压式接法,开关闭合前,应使加在小电珠