描绘小电珠的伏安特性曲线(选修3-1)
(课件)实验九选修31第二章描绘小电珠的伏安特性曲线(高中物理实验专题训练【精】)
解析 I－U图象上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由图可知，电 阻随电压的增大而增大，其原因是小电珠的电阻随温度的升高而增大；
(5)如果取两个这样的小电珠并联以后再与一阻值为2.0 Ω的定值电阻串联，并 接在电动势为3.0 V、内阻忽略不计的直流电源两端，那么每个小电珠消耗的实 际功率应为～__0_.6_0_)___________ W(结果保存两位有效数字).
(2)根据所选的实验器材，请设计合理的电路原理图来完成该实验.
答案 见解析图 解析 本实验小电珠两端电压从零开始变化，所以滑动变阻器用分压式接法， 小电珠的电阻较小，所以电流表应外接，电路计好的电路测得了该小电珠两端的电压U和通 过该小电珠的电流，由欧姆定律计算得到的小电珠的电阻值__小__于____(选填“大 于〞“等于＂或“小于＂)真实值.
(4)该同学完成实验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在 电动势为4 V、内阻为8 Ω的电源上组成闭合回路.请你根据上述信息估算此时一 只小灯泡的功率约为___～__0_.2_1_)__________ W(结果保存2位有效数字).
解析 设灯泡电压为U，电流为I，当两灯泡并联接在 电源两端，由闭合电路欧姆定律可得：U＝E－2Ir， 代入数据可得：U＝4－16I，在原伏安特性曲线图象 中作函数U＝4－16I的图线，交点代表每个灯泡两端 的电压和流过每个灯泡的电流，如下图： 那么由图可知，灯泡两端的电压为1.00 V，通过的电流为0.19 A， 那么灯泡的功率P＝UI＝×0.19 W＝0.19 W.
探究高考命题视角
以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱 离教材而又不拘泥教材，表达开放性、探究性等特点． 视角1
以实验原理及实验方法为根底,探究小灯泡功率与电压的关系. 视角2
人教版高中物理选修3-1：第二章 实验2 描绘小灯泡的伏安特性曲线 课件
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2.常见两种图线所表示的导体电阻的性质？
测量电路的选择 电流表外接
议展
电流表内接
误差 比较法 计算法 试触法
偏小
Rx RV Rx RV RA
电压表变化大
偏大
Rx RA
Rx RV RA
电流表变化大
供电电路的选择
限流式 接法
分压式 接法
1、如果限流式和分压式都能用时，优先采用限流式 2、如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采 用分压接法： (1)用电器的电压或电流要求从零开始连续可调． (2)要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻 值小． (3)采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额 定值．
高中物理 第二章 恒定电流 第3节 第2课时 实验描绘小
三、注意事项 1.本实验中被测小电珠的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法. 2.本实验要作出I-U图线,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制 电路必须采用分压接法. 3.为保护元件不被烧毁,开关闭合前变阻器滑片应位于阻值的最大位置处. 4.加在灯泡两端的电压不要超过灯泡的额定电压. 5.连图线时曲线要平滑,不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧,绝对不 要画成折线.
第2课时 实验:描绘小电珠的伏安特性曲线
实验基础 实验核心 典型例题
实验基础 认知
实验核心 探究
一、数据处理
1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,并选取适当的单位.
2.用描点法在坐标纸上标出各组U,I值的对应点位置. 3.用平滑曲线将各点依次连接起来. 4.分析小电珠伏安特性曲线的变化规律. 二、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.
类型二 伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用 【例2】 (2018·山东潍坊实验中学高二测试)某同学在“描绘小灯泡的伏安 特性曲线”的实验中得到如下表所示的几组U和I的数据:
编号 1
2
3
4
5
6
7
8
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
Rx< RVRA 时,用电流表外接法;
Rx> RVRA 时,用电流表内接法.
(2)滑动变阻器 两种接法的选择方法 ①若采用限流式接法不能控制电流(或电压)满足实验要求,即若滑动变阻 器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表) 的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式接法. ②若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多,以致在限流电路中, 滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范 围不够大,此时,应改用分压电路. ③若实验中要求测量电路中电压从零开始变化,则必须采用分压式接法. ④两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法 电路简单、耗能低.
物理人教版选修3-1课件：第二章 实验描绘小灯泡的伏安特性曲线
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,应停留在滑动变阻器
(选填“左”或“右”)端。
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记
录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压。
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实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
探究突破
典例剖析
典例剖析
当堂检测
③记录如下一组U和I的数据,断开开关。根据实验数据在下图中
升高而增大。
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实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
探究突破
探究突破
典例剖析
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4.误差分析
(1)系统误差:由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路
的影响会带来误差。
(2)测量误差:测量时读数带来误差。
(3)作图误差:在坐标纸上描点、作图带来误差。
5.注意事项
(1)本实验要作I-U图线,要求测出多组包括零在内的电压值、电
所示。
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实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
E.滑动变阻器(5 Ω,10 A)
F.滑动变阻器(500 Ω,0.2 A)
(1)实验中电压表应选用
,电流表应选用
。(用
字母序号表示)
(2)为使实验误差尽量减小,要求小电珠两端的电压从零开始变化
且多取几组数据,滑动变阻器应选用
(用字母序号表示)。
-12-
实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
探究突破
典例剖析
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高考物理一轮总复习 第七章 恒定电流 第5讲 实验 描绘小电珠的伏安特性曲线课件(选修3-1)
(2)现有 10 Ω、20 Ω 和 50 Ω 的定值电阻，电路中的电阻 R1 应选________Ω 的定值电阻．
(3)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导 线，再拆除其他导线，最后整理好器材.
[解析] (1)探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，测 量小灯泡的电压 U 和电流 I 应从零开始，采用分压电路．
第 5 讲 实验：描绘的] 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
[循图实验导学]
[答案] ①非线性 ②线性 ③滑动变阻器 ④电流表 ⑤电压表 ⑥直流电源 ⑦坐标纸 ⑧外接法 ⑨内接法 ⑩较小 ⑪RE＋RRx x～E ⑫较大 ⑬0～E ⑭电压需从零调 节 ⑮由于灯丝在开始灼热之前温度变化是显著的，即电阻 变化是显著的，所以在那个范围内应多取几组电流和电压的 读数．通常可间隔 0.1 V 或 0.2 V 取一组数据．将各电压表的 示数 U 及相应的电流表的示数 I 值记录到表格内，数据要尽 量多一些
(2)根据热功率 P＝UR2得小灯泡的电阻为 5 Ω，与 10 Ω 的 滑动变阻器并联后最大阻值为 3.33 Ω，只有串联 10 Ω 的定值 电阻，才能满足小灯泡电压 3 伏的要求．
(3)先拆电池两端的导线，再拆除其他导线，这样最安全．
[答案] (1) (2)10 (3)电池
2．(2015·南通一调)小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：
考点
互动探究
考点一 实验原理及故障分析
(2015·广东茂名一模)现要用伏安法描绘一只标 值为“2.5 V,0.6 W”小灯泡的 I－U 图线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～3 V，内阻 3 kΩ；0～15 V，内阻 10 kΩ) B．电流表(0～0.6 A，内阻 0.5 Ω；0～3 A，内阻 0.1 Ω) C．滑动变阻器(10 Ω，2 A) D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A) E．蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)
第6课时：描绘小电珠的伏安特性曲线
第六课时：描绘小电珠的伏安特性曲线【实验目的】通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律． 【实验原理】在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，也就是U-I 曲线是条过原点的直线。
但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I 曲线就可能不是直线。
如图3-1所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C 由A 端向B 端逐渐移动时，流过小电珠（“3.8V 、0.3A ”或“4V 、0.7A ”）的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，分别由电流表、电压表示出其值大小，将各组I 、U 值描绘到U--I 坐标上，用平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡的伏安特性曲线。
金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而测得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化。
本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化，从而了解它的导电特性。
【注意事项】1．本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法．2．因本实验要作I －U 图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法．3．电键闭合前变阻器滑片位置4．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V ）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中．调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压． U-I 图线在U ＝1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在U ＝1.0 V 左右测绘点要密，否则将出现很大误差.5．在坐标纸上建立一个直角坐标系，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；要用平滑曲线将各数据点连接起来．【典型例题】1.电压表、电流表的使用例1：如图所示，电流表的示数是A ，电压表的示数是 V2.伏安法测电阻的两种电路1.2.1两种电路的误差分析○1无论实验目的是什么（做伏安特性曲线、测电阻、测电功率），只要同时测电路元件的电流I 和电压U ，I 和U 两个物理量中就只有一个是真实值。
人教版高中物理选修3-1第二章第三节实验：研究小电珠的伏安特征曲线
人教版高中物理选修3-1第二章第三节实验：研究小电珠的伏安特征曲线一、实验前的准备 1．由于金属导体的电阻率随温度的升高而_________，从而使小电珠的灯丝的电阻随温度的升高而______，因而它的伏安特性线是__________(填“直线”或“曲线”)。
2． 实验器材选择：小灯泡(4 V ，0.7 A 或3.8 V ，0.3 A) 学生电源(4～6 V)滑动变阻器(15 Ω，1 A) 伏特表(0～3 V ～15 V) 安培表(0～0.6 A ～3 A) 电键、导线 3．电路的选择：由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，可采用安培表外接法。
本实验要求小灯泡的电压变化范围较大（从零开始逐渐增大到接近额定电压），因此滑动变阻器应采用分压器方式的接法。
本实验的电路图如图所示。
4．实验电路的连接：接线顺序为“先串后并”，具体到本实验：先把电源、开关、滑动变阻器的两个固定接线头连成一个固定电路，再把电流表、灯泡串联起来，并在滑动变阻器的固定接线头和滑动接线头上，最后把电压表并联在灯泡两端。
接线时，注意仪表和电源的极性。
电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置，使开始实验时，小灯泡两端的电压为最小，可使滑动触点P 滑至变阻器与小灯泡连接的那个固定接线柱的一端。
二、实验数据记录合上电键后，移动滑动变阻器的滑动触点，改变小灯泡两端的电压，每改变一次，读出电压值和相应的电流值。
可以引导学生设计记录数据的表格。
在坐标纸上，将表格中的数据，用描点法画出U -I 图线。
实验结论：_______________________________________________________________________________/A三、练习题1．如上图所示是某同学在实验中得到的小灯泡（3.8 V ，0.3 A ）的伏安特性曲线如图所示，为什么曲线的斜率越来越大?2．现有一只“6.3 V 1 W”的小灯泡，要通过实验测定在额定电压时的灯丝电阻，实验器村有：①“6.3 V 1 W”的小灯泡一只； ②电压表（0～3～15）一只；③电流表（10 mA 、电阻R g =200 Ω）一只；④滑动变阻器（0～10 Ω，最大允许电流2 A ，0～200 Ω，最大允许电流2 A ，各一只）； ⑤学生电源（有4 V 、6 V 、8 V 3档）一个； ⑥米尺一把；⑦电键一只，导线十根；⑧电工工具（包括砂纸、刀等）； ⑨直径为0.23 mm ，电阻率ρ=4.35×10-7 Ω•m 的电阻丝200 cm.（1）选用哪些器材，如何连接电路图？画出电路图，说明所用器材的规格，如需改装说明如何改装？ （2）如图所示是实验所得的伏安曲线，试回答：实验所描绘的小灯泡的伏安特性曲线说明了什么？在额定电压下，小灯泡的电阻是多少？（3）本实验可能产生的误差的主要原因有哪些？3．测量小灯泡的电压时，电压的调节方法是_________________(填“从大到小”或“从小到大”)，原因是__________________________________________________________.4． 小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB 段（曲线）所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω.5．如图，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S 后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化了，发生这一现象的主要原因是（ ）A ．小灯泡电阻发生了变化B ．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C ．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D ．电源电压随温度发生了变化U /V8V3 66．有一个灯泡的规格是“220 V ，100 W”，现在用一个较准确的欧姆表测量其电阻，测得的结果是（ ）A ．大于484 ΩB ．等于484 ΩC ．小于484 ΩD ．无法确定7．通过实验描绘一个“2.5 V 0.2 W”小灯泡的伏娄特性曲线，可供选择的实验器材有：A ．量程0～0.6 A ，电阻0.2Ω的电流表；B ．量程0～100 mA ，电阻5 Ω的电流表；C ．量程0～3 V ，电阻10 kΩ的电压表；D ．量程0～15 V ，电阻50 kΩ的电压表；E ．最大阻值为20 Ω，额定电压流为0.1 A 的滑动变阻器；F ．最大阻值为1 kΩ，额定电压流为0.1 A 的滑动变阻器；G ．蓄电池6 V 、导线、电键等；要求实验中灯泡电压从零开始逐渐增大到额定电压。
2013届高考物理一轮复习课件：7.4实验：描绘小电珠的伏安特性曲线(人教版选修3-1)
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第七章 恒定电流
【案例1】（2011·福建理综）某同学在探究规格为“6 V， 3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
（1）在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠 的电阻，则应将选择开关旋至挡进行测量.（填选项前的字母）
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第七章 恒定电流
2．实验误差分析 (1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带 来误差． (2)测量时读数带来误差． (3)在坐标纸上描点、作图时带来误差． 3．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．
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第七章 恒定电流
Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P 应置于最______端；（填“左”或“右”）
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第七章 恒定电流
Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开 关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调 不到零，其原因是_____点至_____点的导线没有连接好； （图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中 请填写图甲中的数字，如“ 2 至 3 点”的导线）
【答案】 (1)A2 V1 R1 (2)如图所示 (3)相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通 过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系． 不同点：该元件的电阻随电压的增大而减小，而小电 珠的电阻值随电压的升高而增大．
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Байду номын сангаас
第七章 恒定电流
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滑动变阻器(R2)