描绘小灯泡的伏安特性曲线学案与练习.doc

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1、描绘小灯泡的伏安特性曲线实验目的1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．2．分析伏安特性曲线的变化规律．实验原理1．用________测出流过小灯泡的电流，用________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________的曲线将这些点连接起来．图12．电路的选择：本实验用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流和电压，描绘出伏安特性曲线．由于使用的小灯泡是“3.8V，0.3A”的，正常发光时灯丝电阻约为13Ω，阻值较小，因此应该用电流表________电路；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压

2、取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用________接法电路．电路图如图1所示．实验器材学生电源(4～6V直流)、小灯泡“4V，0.7A”或“3.8V，0.3A”、电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)、开关和导线、____________、坐标纸、铅笔．实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，照图1连好电路．(注意开关应______，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为____)2．闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I的值．3．用同样的方法测量并记录约12组U值和I值．4．断开开关S，

3、整理好器材．5．在坐标纸上，以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，连接各点得到I－U图线．(注意：连接各点时，不要出现折线)数据处理根据测量的数据把电压表和电流表的各组数据填入下表中，然后作出I－U图线.次数123456789101112电压U/V电流I/A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

4、端电压的升高而明显增大，其I－U图线不再是过原点的直线．注意事项1．本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．2．滑动变阻器应采用分压式接法：目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化．3．I－U图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差．4．建立坐标系时，纵轴表示电流，横轴表示电压，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．误差分析1．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值比真实值大．2．描绘I－U图线时作图

5、不准确造成的偶然误差．3．测量时读数不准确和在坐标纸上描点不准确引起的误差．题型一　实验仪器及电路的选择【例1】(2010·海淀模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：器材规格器材规格小灯泡标有“3.8V，0.3A”字样滑动变阻器R1最大阻值10Ω，额定电流1.0A电压表V量程0～5V，内阻约5kΩ滑动变阻器R2最大阻值1kΩ，额定电流0.5A电流表A1量程0～100mA，内阻约4Ω直流电源E电动势约为6V，内阻约为0.5Ω电流表A2量程0～500mA，内阻约0.4Ω导线、电键等(1)在上述器材中，

6、滑动变阻器应选________，电流表应选________．(2)在图2中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．图2图3(3)利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出了如图3所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断出下图中正确的是(图中P为小灯泡功率)(　　)[规范思维]　　　　　题型二　伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用【例2】影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，

7、他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．(1)他们应选用下图中所示的哪个电路进行实验．(　　)(2)①由(1)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据请在图4中作出元件Z的I－U图线.U/V00.400.600.801.001.201.501.60I/A00.200.450.801.251.802.803.20图4②根据Z的I－U图线可判断元件Z是金属材料还是半导体材料？图5③把元件Z和电阻R接入如图5所示的电路中，由实验测得电阻R的I－U图线如图

8、4所示．已知电源的电动势E＝1.5V，内阻不计．闭合电键S，电路稳定时，元件Z消耗的电功率为________W.[规范思维]　　　　　　[针对训练]　(2011·广东·34(2))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