实验09 测绘小电珠的伏安特性曲线（原卷版）-高中物理.docx

1、更多资源关注微信公众号：学起而飞 实验九实验九测绘小电珠的伏安特性曲线（原卷版）测绘小电珠的伏安特性曲线（原卷版） 1.实验原理 (1)测多组小电珠的 U、I 的值,并绘出 I-U 图象。 (2)图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。 2.实验器材 学生电源(4 V6 V 直流)或电池组、小电珠(3.8 V0.3A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标 纸、导线若干。 3.实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按实验原理图连接好实 验电路。 (2)把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端,接线经检查无误后,闭合开关 S。 (3)移动滑动变阻器的滑片

2、,测出 14 组左右不同的电压值 U 和电流值 I,并将测量数据填入表格中,断开开 关 S。 U/V00.20.40.60.81.01.2 I/A U/V1.62.02.42.83.23.64.0 I/A (4)拆除电路,整理仪器。 4.数据处理 (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)。 更多资源关注微信公众号：学起而飞 (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。 5.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

3、来误差。 (2)电流表、电压表的读数带来误差。 (3)在坐标纸上描点、作图带来的误差。 6.注意事项 (1)电路的连接方式 电流表应采用外接法:小电珠(3.8 V0.3 A)的电阻很小,与00.6 A的电流表串联时,电流表的分压影响 很大。 滑动变阻器应采用分压式接法:目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化。 (2)闭合开关 S 前,滑动变阻器的滑片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 从零开始变化,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)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

4、误差。 (4)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。 (5)误差较大的点舍去,I-U 图线应是平滑曲线而非折线。 【典例 1】要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,小灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V, 并便于操作。已选用的器材有: 电池组(电动势为 4.5 V,内阻约为 1 ); 电流表(量程为 0250 mA,内阻约为 5 ); 电压表(量程为 03 V,内阻约为 3 k); 开关一个、导线若干。 (1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)。 A.滑动变阻器(最大阻值为 20 ,额定电流为 1A) B.滑动变阻器(最大阻

5、值为 1750 ,额定电流为 0.3A) (2)实验的电路图应选用下列四个电路图中的(填字母代号)。 (3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5 V,内阻为 5 的电源两 更多资源关注微信公众号：学起而飞 端,小灯泡消耗的功率是W。 【针对训练 1】在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除小灯泡 L“3.8 V0.3 A”外,可供选择的实验仪器 如下: A.电压表:量程 03 V,内阻约为 6 k B.电流表:量程 04 mA,内阻为 100 C.电流表:量程 0300 mA,内阻约为 5 D.滑动变阻器 R1:最大阻值为 10 ,额定电流为 1.0

6、A E.滑动变阻器 R2:最大阻值为 5 ,额定电流为 0.5A F.定值电阻 R3:阻值为 2 k G.定值电阻 R4:阻值为 900 H.直流电源 E:电动势约为 6 V,内阻约为 0.5 I.开关 S 一个,导线若干 (1)先将(选填元件前的序号字母)与(选填元件前的序号字母)电阻(选填“串联”或 “并联”),将其改为量程为 4 V 的电压表。 (2)在虚线框内画出实验电路图(改装后的电压表直接用电压表的符号表示)。 (3)其中,滑动变阻器应选;电流表应选。(均填元件前的序号字母) (4)某实验小组完成实验后,利用实验得到的数据描绘出如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出 的信息

7、,可以判断:图乙所示的该小灯泡的 P-U2或 P-I2图线中(P 为小灯泡的功率),可能正确的是。 更多资源关注微信公众号：学起而飞 【典例 2】某物理学习小组要描绘一只小灯泡(2.5 V1.2 W)的伏安特性曲线,有下列器材供选用: A.电压表(03 V,内阻为 6 k) B.电压表(015 V,内阻为 30 k) C.电流表(03 A,内阻为 0.1 ) D.电流表(00.6 A,内阻为 0.5 ) E.滑动变阻器(010 ,允许通过的最大电流为 5 A) F.滑动变阻器(01 k,允许通过的最大电流为 0.1 A) G.电源(3 V,内阻不计) H.开关一个,导线若干 (1)电压表应选用

8、,电流表应选用,滑动变阻器应选用。(用序号字母表示) (2)如图甲所示,图中有几根导线已经接好,为完成本实验,请用笔画线代替导线,将电路补画完整,要求实验误 差尽可能小。 (3)下表中的数据是该小组在实验中测得的,请在图乙坐标纸上补齐未画出的数据点,用“”表示,并绘出 I-U 图 线。根据 I-U 图象可知,该小灯泡灯丝温度升高时,电阻(选填“变大”或“变小”)。 U/V0.000.400.801.001.20 I/A0.000.170.270.300.35 U/V1.501.802.002.202.50 I/A0.390.430.450.470.48 更多资源关注微信公众号：学起而飞 【针对

9、训练 2】某同学使用如下器材:电源 E(电动势为 12 V);电压表(量程为 15 V,内阻约为 15 k);电流表 (量程为 100 mA,内阻约为 10 );滑动变阻器(最大阻值为 50 );单刀单掷开关;导线若干。测出了一个小灯 泡的伏安特性曲线如图甲所示,已知小灯泡的额定电压为 12 V。 甲 (1)在实验中要尽可能提高实验精度,所用的实验电路图应选图乙中的()。 乙 (2)请根据所选的实验电路图在图丙的实物图上连线。 更多资源关注微信公众号：学起而飞 丙 (3)由小灯泡的伏安特性曲线可求得小灯泡的额定功率 P=W。 (4)由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的电阻在较低电压(02 V)区

10、域几乎不变,在较高电压(7 V10 V)区域 内小灯泡的电阻会随电压的增大而(选填“增大”“不变”或“减小”)。小灯泡在低电压(02 V)区域和高 电压(7 V10 V)区域伏安特性曲线表现出不同规律的原因是。 (4)增大低压区域灯丝发热与散热几乎相等,电阻率不变,高压区域发热量大于散热量,电阻率变大 【典例 3】实验室备有以下器材:电压传感器、电流传感器、滑动变阻器 R1(阻值变化范围为 020 )、滑动 变阻器 R2(阻值变化范围为 01000 )、电动势适当的电源、小灯泡(4 V2 W)、开关、导线若干。 (1)要完整地描绘小灯泡的 U-I 曲线,请在图甲中画出实验电路图,并标出所用滑动

11、变阻器的符号。 甲乙 (2)实验中描绘出的小灯泡 U-I 曲线如图乙所示,由图乙可知,小灯泡灯丝电阻随温度升高而。(选填 “增大”“减小”或“不变”) (3)如果用上述器材测量所给电源的电动势和内阻,实验电路如图丙所示,图中 R0是阻值为 9.0 的保护电阻, 实验中测得多组数据记录在下表中,试在同一坐标系中画出等效电源的 U-I 图象,由图象可求出电源自身内阻 约为。 序号123456 U/V4.003.402.802.001.500.80 更多资源关注微信公众号：学起而飞 I/A0.200.250.330.400.460.52 丙丁 (4)若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路,如

12、图丁所示,此时小灯泡消耗的电功率约为 W。(结果保留 2 位有效数字) 【针对训练 3】某同学想要描绘标有“3.8 V0.3 A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、 绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有: 电压表(量程 03 V,内阻等于 3 k) 电压表(量程 015 V,内阻等于 15 k) 电流表(量程 0200 mA,内阻等于 10 ) 电流表(量程 03 A,内阻等于 0.1 ) 滑动变阻器 R1(010 ,额定电流 2 A) 滑动变阻器 R2(01 k,额定电流 0.5 A) 定值电阻 R3(阻值等于 1 ) 定值电阻 R4(阻值等于 10 ) 定值电阻 R5(阻值等于 1 k) 电源 E(E=6 V,内阻不计) (1)请在虚线框中画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。 (2)该同学描绘出的 I-U 图象应是下图中的。 更多资源关注微信公众号：学起而飞