第三章 学生实验1:描绘小灯泡伏安特性曲线 课件2

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名称 第三章 学生实验1:描绘小灯泡伏安特性曲线 课件2
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 物理
更新时间 2016-08-14 21:42:47

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课件18张PPT。第三章 恒定电流 实验:描绘小灯泡伏安特性曲线实验目的和实验原理一、实验目的
1.描绘小电珠的伏安特性曲线.
2.分析伏安特性曲线的变化规律.二、实验原理
1.用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠两端的电压,测出多组(U,I)值,在U-I坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来.
2.电流表外接:因为小电珠的电阻很小,如果电流表内接,误差明显较大;滑动变阻器采用分压式:使电压能从零开始连续变化.实验电路和实验器材三、实验器材
小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(0~3 V~15 V)与电流表 (0~0.6 A~3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔.四、滑动变阻器的限流接法和分压接法
1.两种接法比较限流电路和分压电路由上表可以看出:滑动变阻器的分压式接法电压和电流的调节范围很大,限流式接法较节能.限流电路和分压电路2.两种接法的选择(2)两种接法的适用条件
限流式接法适合测量阻值较小的电阻;
分压式接法适合测量阻值较大的电阻.限流电路和分压电路五、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,按右图中的原理图连接好实验电路.实验步骤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.移动滑动变阻器滑片位置,测出12组左中不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S.
4.拆除电路,整理仪器实验步骤六、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).
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.数据处理七、注意事项
1.电路的连接方式:
(1)电流表应采用外接法:因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小,与0~0.6 A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始连续变化.
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.注意事项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.电流表选择0.6 A量程,电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定;若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠,则选用电压表的3 V量程.
5.误差较大的点要舍去,I-U图线应是平滑曲线而非折线. 注意事项例1.下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5 V.典例精析(1)完成下列实验步骤: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灯泡灯丝的伏安特性曲线.分压连线要求电压从0开始变化,所以初始应使电压表示数为0,所以先将滑片置于左端;使电压表示数在0~2.5 V内变化,取10组电压电流值并记录在表格中;例1.下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5 V.典例精析(2)请画出与实物电路相应的电路图.例2 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0 V,0.7 A”;
电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;
电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2 Ω;
电压表V,量程3 V,内阻rV=9 kΩ;
标准电阻R1,阻值1 Ω;
标准电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;
学生电源E,电动势6 V,内阻不计;
开关S及导线若干.典例精析(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46 A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为________Ω.典例精析电压表读数为2.30V电阻R=?5 (2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是________V.
例2 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可选用的器材如下
小灯泡L,规格“4.0 V,0.7 A”;
电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;
电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2 Ω
电压表V,量程3 V,内阻rV=9 kΩ;
标准电阻R1,阻值1 Ω;
标准电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;
学生电源E,电动势6 V,内阻不计;R2=3 kΩ,是电压表内阻的三分之一,电压表电压为3 V,故R2两端电压为1 V,即小灯泡L两端电压为4 V.4典例精析(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.请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4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.例2 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可选用的器材如下
小灯泡L,规格“4.0 V,0.7 A”;
电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;
电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2 Ω
电压表V,量程3 V,内阻rV=9 kΩ;
标准电阻R1,阻值1 Ω;
标准电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;
学生电源E,电动势6 V,内阻不计;典例精析(3)解析:考虑到电流表A1量程太大,远远大于小灯泡的额定电流值,故选择更小量程的电流表A2较好,由于A2表量程小于灯泡的额定电流,故需要将电流表A2进行扩容,故将标准电阻R1与电流表A2并联进行分流扩容.由于电流表和电压表内阻均已知,故扩容后的电流表采用内接法还是外接法均可.典例精析