广东省汕头市澄海中学高三物理复习 第7章 实验 描绘小灯泡的伏安

广东省汕头市澄海中学高三物理复习第7章 学案36 实验 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1

2．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“3.8 V，0.3 A”的，正常发光时灯丝电阻约为13 Ω，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(4～6 V直流)、小灯泡“4 V，0.7 A”或“3.8 V，0.3 A”、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，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

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＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V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

(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，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

图4

②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5

③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4所示．已知电源的电动势E＝1.5 V，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(2.5 V，0.6 W)，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“×100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图6，结果为________Ω

.

图6

②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图7完成实物图8中的连线．

图7

图8

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________

图9

1．(2009·天津理综·3)为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图9所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是(

)

2．(2009·浙江高考·22Ⅰ)如图10所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．

图10

3．(2011·天津塘沽区模拟)表格中所列数据是测量小灯泡U－I关系的实验数据：

(1)分析表格内实验数据可知，应选用的实验电路图是图11中的________(选填“甲”或“乙”)；

图11

(2)在如图12所示的方格纸内画出小灯泡的U－I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而________(选填“变大”、“变小”或“不变”)；

图

12

图13

(3)如图13所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3 V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡L2电流的两倍，则流过灯泡L1的电流约为________A.

4．(2009·福建理综·19(2))某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．图14为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：

图14

(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用______；电压表应选用________；滑动变阻器应选用__________．(以上均填器材代号)

(2)为达到上述目的，请在虚线框图15中画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．

图15

(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？

相同点：

________________________________________________________________________.

不同点：

________________________________________________________________________. 5．(2011·梅州模拟)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，用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线．实验可供选择的器材有：

A．小灯泡(规格为“2.5 V，1.2 W”)

B．电流表A(量程为0～0.6 A，内阻 …… 此处隐藏：2825字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……