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时间:2020-03-08
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1、描绘小灯泡的伏安特性曲线《描绘小灯泡的伏安特性曲线》期末复习云南省盐津县第三中学 蒋显翠一、复习目标 1.学会滑动变阻器的使用方法及连接方式; 2.学会伏安特性曲线的描绘方法和分析伏安特性曲线的变化规律; 3.能解释小灯泡的伏安特性曲线为什么不是一条直线。 二、知识点梳理 1.实验目的 (1)测多组小灯泡的U、I,并绘出I-U图象; (2)分析伏安特性曲线的变化规律,由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。 2.实验原理 用电流表测出流过小灯泡的电流,用电压表测出小灯泡两端的电压,测出多组U、I值,在U-I坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来。 3.实验器材 小灯泡“3.
2、8V,0.3A”、电压表“0~3V~15V”、电流表“0~0.6A~3A”、滑动变阻器最大阻值20Ω一个、学生低压直流电源或电池组、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。 4.实验器材选取 (1)原则:①安全;②精确;③操作方便。 (2)具体要求 ①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流,干电池中电流一般不允许超过0.6A; ②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流; ③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值; 8/8描绘小灯泡的伏安特性曲线④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上; ⑤从便于操作来考虑,电流表外接:因为小灯泡的电阻很小,如果电流表内接,误差明显较
3、大;本实验要作出U-I图象,要求测出多组包括零在内的电流、电压值,为使电压能从零开始连续变化,滑动变阻器采用分压式接法;分压式接法要选用小阻值滑动变阻器; ⑥为保护元件不被烧毁,开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处,加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压。 5.实验步骤 (1) 画出电路图(如图) (2)将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图所示电路。 (3)测量与记录 移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中。 次数123456789101112电压U/V 电流I/A
4、 (4)数据处理8/8描绘小灯泡的伏安特性曲线 ①在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系 ②在坐标纸上描出各组数据所对应的点,注意两坐标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸; ③将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到了小灯泡的伏安特性曲线。 6.实验结论 描绘出的图线是一条______,它的斜率随电压的增大而______,这表明小灯泡的电阻随电压(温度)升高而______。灯丝的电阻率随温度的升高而增大。灯丝不发光时温度是室温,正常发光时温度很高,其电阻率的变化是很显著的,所以灯丝的阻值随小灯泡两端电压的升高而明显增大,其I-U图线
5、不再是过原点的直线。 7.误差分析 (1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值; (2)测量时读数带来误差; (3)在坐标纸上描点、作图带来误差。 三、典型例题分析 例1.物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U== V=1.22V。他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据
6、来绘灯泡的U-I图线,进而分析灯泡的额定电压。 A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ) B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω) C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω) D.滑动变阻器R1(0~20Ω) E.滑动变阻器R2(0~100Ω) 8/8描绘小灯泡的伏安特性曲线F.电源E(电动势4.0V,内阻不计) G.开关S和导线若干 H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知) (1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择________(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)。 (2)在实验
7、过程中,该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在下边表格中。 次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310 请你根据实验数据在图中作出灯泡的U-I图线。 (3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V;这一结果大于1.23V,其原因
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