描绘小电珠的伏安特性曲线

-.z.实验9：描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线。二、实验原理用电流表和电压表测出小电珠在不同电压下的电流，建立IU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。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下列图电路。2．测出小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开场变化；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)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．撤除电路，整理仪器。五、误差分析1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。2．电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数。3．在坐标纸上描点、作图带来操作误差。六、本卷须知1．电路的连接方式：(1)电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小，与0～0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。(2)滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开场连续变化。2．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开场变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。3．IU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．电流表选择0.6A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的假设是"3.8V,0.3A〞的小电珠，选用电压表的15V量程；假设使用"2.5V,0.6A〞的小电珠，则选用电压表的3V量程。5．当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关。6．误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线。七、实验改进一种测小电珠的电阻的准确方法实验原理：如下列图，两个电压表完全一样且内阻很大。移动滑动触头，调节电阻箱的示数，使两个电压表示数一样，则电阻箱的读数即为小电珠电阻，记下小电珠的电阻和电压；屡次移动滑动触头，采用一样方法，记下相应电阻箱示数和电压表的读数。在坐标纸上画出RU图线，并分析R随U变化的规律。在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中，由于电表内阻的影响，会产生系统误差使得小电珠的电阻测量不准确。上述实验方法可以消除这种误差，操作、读数比较方便。命题研究一、实验原理和实验器材【题例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IU图线。有以下器材供选用：A．电压表(0～5V，内阻10kΩ)B．电压表(0～10V，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，要求电压表从零开场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：解答此题需要把握以下三点：(1)通过相关计算选择仪器。(2)判断电流表的内、外接，变阻器的分压、限流接法。(3)能根据电路图进展实物连图。解题要点：规律 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 1．限流、分压两种电路的比较限流式接法分压式接法比照说明两种接法电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分压电路调节范围大负载R上电流调节范围eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分压电路调节范围大闭合S前触头位置B端A端都是为了保护电路元件2.实物图连线的一般思路实物连线就是根据电路图把实物连起来，实物连线的一般思路如下：(1)先画电路图，后画实物图。在电路图上标明电源的正、负极，电流表和电压表的正、负接线柱等。(按实物的布局设计线路图，再根据线路图连接实物图)(2)先串后并，注意正负。画电路实物图时，应选择一条包含电路元件最多的通路，例如：从电源的正极出发，沿着电流的方向依次把电键、用电器、电流表(先接正柱，后接负柱)、变阻器等连接起来，一直连到电源负极，然后再把其余的电路元件和电压表并联在电路的*两点之间。(3)注意量程，接线到柱。连接多量程电流表、电压表时，应注意选择适当的接线柱(即选取适宜的量程)，所有导线的连接点都应画在用电器的接线柱上或电源的正、负极上，不应在无接线柱的地方把几条导线相接。(4)防止穿插，检查无误。所画导线不应穿插，以使连接情况清晰易辨。画好电路实物图后，应对照电路图再检查一遍，以便减小错误。命题研究二、实验数据的处理【题例2】如图中所示器材为*同学测绘额定电压为2.5V的小电珠的I-U特性曲线的实验器材。(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整。(2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________。(选填"A端〞"B端〞或"AB之间〞)(3)实验中测得有关数据如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27根据表中的实验数据，在以下列图中画出小电珠的I-U特性曲线。(4)假设小电珠灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小电珠以额定功率工作时灯丝的温度约为________℃。(保存三位有效数字)思路点拨：解答此题需要把握以下两点：(1)描点、连线作图时的本卷须知；(2)由伏安特性图线进展数据计算的方法。解题要点：规律总结图象法处理数据的优点1．图象可直观形象地反映出物理量之间的变化关系。2．图象可以减少*次数据不准造成的偶然误差。1．(2021·**一中冲刺高考最后一卷)甲、乙两同学使用完全一样的器材用伏安法测量同一未知电阻R*的阻值，给定器材为：待测电阻R*，电流表A(量程0～5mA，内阻约为10Ω)，电压表V(量程为0～3V，内阻为3kΩ)，最大阻值为100Ω的滑动变阻器，电源E(电动势约3V)，开关S、导线假设干。甲、乙两同学的测量数据处理结果分别如图A、B所示。①由图A得R*＝________Ω；由图B得R*＝________Ω(计算结果取三位有效数字)；由测量结果判定________同学测量结果较为准确。②请用实线表示导线将图中器材连成实验用电路，要求测量结果尽量准确。2．(2021·**理综)如图为"测绘小电珠伏安特性曲线〞实验的实物电路图，小电珠额定电压为2.5V。(1)完成以下实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，____________________________________________________________________________________________________________。②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，____________________________________________________________________________________________________________。③断开开关，……。根据实验数据在方格纸上作出小电珠灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。3．为测量"12V　5W〞的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12V，内阻不计；电流表：量程0～0.6A、0～3A，内阻约为0.2Ω；电压表：量程0～3V、0～15V，内阻约为15kΩ；滑动变阻器：0～20Ω，允许最大电流1A；开关一个，导线假设干，实验要求加在小电珠上的电压可从0开场调节。(1)以上四个电路图你认为最适宜的是________。(2)在本实验中，电流表的量程可选________。(3)*位同学测得小电珠的伏安特性曲线如下列图，*次测量时，电流表读数为0.40A，此时小电珠的实际功率为________W。4．(2021·**理综)*学习小组的同学拟探究小电珠L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小电珠L，规格"4.0V　0.7A〞；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，内阻r2＝0.2Ω；电压表V，量程3V，内阻rV＝9kΩ；标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线假设干。(1)甲同学设计了如图甲所示的电路来进展测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为______Ω。(2)乙同学又设计了如图丙所示的电路来进展测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是______V。(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的根底上利用所供器材，在图丁所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。丙丁参考答案考向探究突破【题例1】答案：(1)A　D　E　(2)见解析解析：(1)因小电珠的额定电压为4V，所以电压表应选用A，小电珠的额定电流I＝eq\f(P,U)＝0.5A，所以电流表应选用D；小电珠正常工作时的电阻为R＝eq\f(U2,P)＝8Ω，因为eq\r(RVRA)＞R*，R*为小电阻，电流表应采用外接法，要求电压表从零开场变化，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。【题例2】答案：(1)如下列图(2)A端(3)如下列图(4)1.64×103(1.58×103～1.65×103均可)解析：(1)对于小电珠的伏安特性曲线的实验，电流和电压要从零开场调节，故本实验必须使用滑动变阻器分压式接法；由于小电珠的电阻较小，实验室中的电压表内阻远大于小电珠的电阻，故采用电流表外接法进展伏安法测电阻；在连接实物图时要注意电表的量程与正负极。(2)在实验开场前要检查电路的平安性，为了保护电流表和电压表，需要将滑动变阻器的分压值调为零，即将滑片置于A端。(3)如答案中图所示。(4)由作出的伏安特性曲线图读取电压为2.5V时，电流约为0.262A，依题意可得：eq\f(2.5V,0.262A×1.5Ω)＝eq\f(t＋273℃,27℃＋273℃)，解得t＝1635℃≈1.64×103℃。演练稳固提升1．C2．A　解析：电路①中，开场时，小电珠L两端电压为零，小电珠不亮，滑动变阻器滑动触头移动过程中，电路的总电阻减小，电流表的示数增大，小电珠两端的电压增大，小电珠的亮度增加；电路②中，电流表的电阻很小，开场时，小电珠L两端电压几乎为零，小电珠不亮，滑动变阻器滑动触头移动过程中，电路的总电阻减小，电流表的示数增大直至线圈烧断，此时，小电珠突然发光；电路③中，电压表的电阻很大，小电珠L两端电压始终几乎为零，小电珠不亮，电压表的电阻很大，电流表中的电流几乎为零；电路④中，电流表的电阻很小，小电珠L两端电压始终几乎为零，小电珠不亮，滑动变阻器滑动触头移动过程中，电流表两端的电压增大，电流表的示数增大，直至线圈烧断，烧断后，由于电压表的电阻很大，小电珠仍不发光。应选项A正确。1．答案：①1.25×103　1.00×103　甲②如图解析：(1)易知R甲＞R乙，并且待测电阻电阻值与电压表相差无几，只能用内接法测量，而内接法测量电阻会偏大，甲正确。(2)注意正负接线柱及内接法。2．答案：(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小电珠两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压到达额定电压(2)如下列图。解析：(1)①接通电路前，电路中的电流应调到最小，以保证用电器平安；②由于要描绘小电珠伏安特性曲线，所以要取多组测量值，包括其额定值。(2)电压电流的测量值要从0开场，所以实验电路应连成分压式；且满足电压表内阻远大于灯泡电阻，所以采用电流表外接形式。3．答案：(1)A　(2)0～0.6A　(3)2.4解析：(1)C与D电路图不符合电压从0开场调节，小电珠的电阻RL＝eq\f(U2,P)＝eq\f(122,5)Ω＝28.8Ω，eq\f(RL,RA)＝144，eq\f(RV,RL)＝520.8，由于eq\f(RL,RA)＜eq\f(RV,RL)，故电流表应采用外接法，应选A。(2)小电珠的额定电流为I＝eq\f(5,12)A，故电流表量程应选择0～0.6A。(3)当电流表读数为0.40A时，由图象可读出电压为6.0V，故小电珠实际功率P＝0.40×6.0W＝2.4W。4．答案：(1)5　(2)4(3)答图1答图2解析：(1)电压表示数为U＝2.30V，电阻为R＝eq\f(U,I)＝5Ω。(2)由局部电路欧姆定律和串并联知识，加在L上的电压值为U＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3＋\f(3,9×103)×3×103))V＝4V。(3)采用答图1电路，由于电压表量程小于灯泡的额定电压，灯泡无法到达额定电压；电流表选用A1，量程过大，由于小电珠的额定电流为0.7A，通过电流表A2的电流比0.7A多一点，表针偏转不到满刻度的eq\f(1,3)；采用答图2电路，电压表量程扩大了，但电流表指针偏角太小的问题没有解决，假设换用电流表A2，量程又太小，但可以并联一阻值较小的定值电阻R1，相当于把A2的量程扩大了，给电压表串联电阻R2可使其量程扩大到4V，这样设计的电路图就是答图1，可完美地解决问题；答图2相当于把电压表的量程和电流表A2的量程同时扩大了，也同样可解决问题。