高中物理《實(shí)驗(yàn)2 描繪小燈泡的伏安特性曲線》（魯科版選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 實(shí)驗(yàn)2描繪小燈泡的伏安特性曲線 描繪小燈泡的伏安特性曲線 并分析曲線的變化規(guī)律 1 用電流表測出流過小燈泡的電流 用電壓表測出小燈泡兩端的電壓 測出多組 U I 值 在U I坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點(diǎn) 用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連結(jié)起來 2 電流表外接 因?yàn)樾襞蓦娮韬苄?如果內(nèi)接電流表 分壓明顯 3 滑動變阻器的兩種接法 學(xué)生電源 4 6V直流 小燈泡 4V 0 7A或3 8V 0 3A 電流表 內(nèi)阻較小 電壓表 內(nèi)阻很大 開關(guān)和導(dǎo)線 滑動變阻器 坐標(biāo)紙 一 連接電路將燈泡 電流表 電壓表 滑動變阻器 電源 開關(guān)用導(dǎo)線連接成如右圖所示電路 二 測量與記錄測出小燈泡在不同電壓下的電流移動滑動變阻器觸頭位置 測出12組左右不同的電壓值U和電流值I 并將測量數(shù)據(jù)填入表格 三 數(shù)據(jù)處理 整理儀器1 畫出伏安特性曲線 1 在坐標(biāo)紙上以U為橫軸 以I為縱軸 建立坐標(biāo)系 2 在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn) 坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中 以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜 3 將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來 就得到小燈泡的伏安特性曲線 2 拆除電路 整理儀器 1 本實(shí)驗(yàn)中被測小燈泡燈絲的電阻值較小 因此測量電路必須采用電流表外接法 2 滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接 目的是為了使小燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化 3 U I圖線在U0 1 0V左右將發(fā)生明顯彎曲 故在U 1 0V左右繪點(diǎn)要密 以防出現(xiàn)很大誤差 4 建立坐標(biāo)系時(shí) 縱軸表示電壓 橫軸表示電流 兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理 使得根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙 1 由于電壓表 電流表不是理想電表 電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差 2 測量時(shí)讀數(shù)帶來誤差 嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則 3 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 作圖帶來誤差 用細(xì)鉛筆 嚴(yán)格標(biāo)度 如下圖甲所示 為某同學(xué)測繪額定電壓為2 5V的小燈泡的I U特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路圖 1 根據(jù)電路圖甲 用筆畫線代替導(dǎo)線 將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整 2 開關(guān)S閉合之前 圖乙中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于 端 選填 A B 或 AB中間 3 實(shí)驗(yàn)中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表 根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 在下圖中畫出小燈泡的I U特性曲線 4 當(dāng)燈泡電壓為1 4V時(shí)的功率為 W 保留兩位有效數(shù)字 解析 1 實(shí)驗(yàn)電路連接如下圖 2 開關(guān)S閉合前 應(yīng)使燈泡兩端電壓為零 故滑動變阻器滑片應(yīng)置于A端 3 圖象如下圖 4 由伏安特性曲線知 當(dāng)燈泡兩端電壓為1 4V時(shí) 通過燈泡的電流為0 22A 則P UI 1 4 0 22W 0 31W 1 在描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中 研究的小燈泡標(biāo)有 3 8V 0 3A 這類燈泡兩端電壓超過0 5V 其伏安特性曲線就會有明顯彎曲 使用的電壓表有0 15V和0 5V兩個(gè)測量范圍 使用的電流表有0 3A和0 0 6A兩個(gè)測量范圍 在實(shí)驗(yàn)中 電壓表應(yīng)選擇 測量范圍 電流表應(yīng)選擇 測量范圍 答案 0 5V0 0 6A 2 以下是 描繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)的操作步驟 A 閉合電鍵 記下電流表 電壓表的一組示數(shù) I U 移動變阻器的滑動觸頭位置 每移動一次記下一組 I U 值 共測出12組左右的數(shù)據(jù)B 將電流表 電壓表 變阻器 電燈 電源 開關(guān)正確連接成電路 電流表外接 變阻器采用分壓式 如上圖所示 C 調(diào)節(jié)觸頭位置 使閉合電鍵前觸頭處于變阻器的左端D 按所測數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用直線段連接起來 得出小燈泡的伏安特性曲線 1 以上各步驟中存在錯誤或不妥之處的是 應(yīng)如何改正 2 將各步驟糾正后 按實(shí)驗(yàn)先后順序排列起來 答案 1 錯誤或不妥的步驟是A C D A步驟 測量不同電壓下的電流值 I U 時(shí) 應(yīng)先預(yù)設(shè)各組數(shù)據(jù)中的電壓U或電流I值 而不是隨意測 隨意測時(shí)會使描點(diǎn)疏密不均勻 畫圖線時(shí)出現(xiàn)較大誤差 甚至無法畫出I U圖線 C步驟 閉合電鍵前應(yīng)使電燈兩端電壓為零 即觸頭應(yīng)置于變阻器最右端 D步驟 應(yīng)將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來 2 BCAD 3 一只小燈泡 標(biāo)有 3V1 5W 字樣 現(xiàn)要描繪小燈泡0 3V的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)器材有 A 最大阻值為10 的滑動變阻器B 電動勢為6V 內(nèi)阻約為1 0 的電源C 量程為0 6A 內(nèi)阻約為1 0 的電流表A1D 量程為3A 內(nèi)阻約為0 1 的電流表A2E 量程為3V 內(nèi)阻約為6k 的電壓表V1F 量程為15V 內(nèi)阻約為10k 的電壓表V2G 開關(guān) 導(dǎo)線若干 1 電壓表應(yīng)選用 電流表應(yīng)選用 將選項(xiàng)代號的字母填在橫線上 2 在該實(shí)驗(yàn)中 設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路 為了減小誤差 應(yīng)選取的電路是 將選項(xiàng)代號的字母填在橫線上 3 以下是該實(shí)驗(yàn)的操作步驟 A 將電流表 電壓表 變阻器 小燈泡 電源 開關(guān)正確連接成電路B 調(diào)節(jié)滑動變阻器觸頭的位置 保證閉合開關(guān)前使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值最大C 閉合開關(guān) 記下電流表 電壓表的一組示數(shù) U I 移動變阻器的滑動觸頭 每移動一次記下一組 U I 值 共測出12組數(shù)據(jù)D 按所測數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用直線段連接起來 得出小燈泡的伏安特性曲線 指出以上步驟中存在錯誤或不妥之處并修改 答案 1 EC 2 C 3 步驟B不妥 應(yīng)為 閉合開關(guān)前應(yīng)使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的電阻為零 或B步驟中 應(yīng)使滑動變阻器的電阻最小 步驟D有錯 應(yīng)為 按所測數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)用一條平滑的曲線連接起來 4 在用電壓表和電流表研究小燈泡在不同電壓下的功率的實(shí)驗(yàn)中 實(shí)驗(yàn)室備有下列器材供選擇 A 待測小燈泡 3 0V1 5W B 電流表 量程3A 內(nèi)阻約為1 C 電流表 量程0 6A 內(nèi)阻約為5 D 電壓表 量程3 0V 內(nèi)阻約為10k E 電壓表量程15 0V 內(nèi)阻約為50k F 滑動變阻器 最大阻值為100 額定電流50mA G 滑動變阻器 最大阻值為10 額定電流1 0A H 電源 電動勢為4 0V 內(nèi)阻不計(jì) I 電鍵及導(dǎo)線等 1 為了使實(shí)驗(yàn)完成的更好 電流表應(yīng)選用 電壓表應(yīng)選用 滑動變阻器應(yīng)選用 只需填器材前面的字母即可 2 請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 3 某同學(xué)在一次測量時(shí) 電流表 電壓表的示數(shù)如上圖所示 則電壓值為 V 電流值為 A 小燈泡的實(shí)際功率為 W 解析 待測小燈泡 3 0V1 5W 額定電流0 5A 額定電壓為3V 因此電流表選C 電壓表選D 滑動變阻器采用分壓式接法較準(zhǔn)確 滑動變阻器選G 小燈泡電阻很小 電流表外接 答案 1 CDG 2 如解析圖所示 3 1 800 330 59 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全