高中物理 第二章 恒定电流 实验 描绘小灯泡伏安特性曲线课件2 新人教版选修3-1.ppt
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第二章恒定电流,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UI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(3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A)一个、电压表(03V15V)与电流表(00.6A3A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20)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(3.8V,0.3A)的电阻很小,与00.6A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,3IU图线在U01.0V左右将发生明显弯曲,故在U1.0V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;若使用“2.5V,0.6A”的小电珠,则选用电压表的3V量程5误差较大的点要舍去,IU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2.5V.,典例分析,(1)完成下列实验步骤:,闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,_;闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,_;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02.5V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2.5V.,典例分析,(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“4.0V,0.7A”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1;电流表A2,量程0.6A,内阻r20.2;电压表V,量程3V,内阻rV9k;标准电阻R1,阻值1;标准电阻R2,阻值3k;滑动变阻器R,阻值范围010;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干,典例分析,(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0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为_.,典例分析,电压表读数为2.30V,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“4.0V,0.7A”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1;电流表A2,量程0.6A,内阻r20.2电压表V,量程3V,内阻rV9k;标准电阻R1,阻值1;标准电阻R2,阻值3k;滑动变阻器R,阻值范围010;学生电源E,电动势6V,内阻不计;,R23k,是电压表内阻的三分之一,电压表电压为3V,故R2两端电压为1V,即小灯泡L两端电压为4V.,4,典例分析,(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“4.0V,0.7A”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1;电流表A2,量程0.6A,内阻r20.2电压表V,量程3V,内阻rV9k;标准电阻R1,阻值1;标准电阻R2,阻值3k;滑动变阻器R,阻值范围010;学生电源E,电动势6V,内阻不计;,典例分析,(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,典例分析,- 配套讲稿:
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