2015-2016高中物理 第2章 实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线学案 粤教版选修3-1
13页1、实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的1描绘小灯泡的伏安特性曲线2分析曲线的变化规律二、实验原理1用电流表测出流过小灯泡的电流,用电压表测出小灯泡两端的电压,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接起来2电流表外接:因为小灯泡电阻很小,如果内接电流表,分压明显滑动变阻器采用分压式:使电压能从0开始连续变化三、实验器材学生电源(46 V直流)、小灯泡(4 V、0.7 A或3.8 V、0.3 A),电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大),开关和导线、滑动变阻器、坐标纸四、实验步骤1连接电路(1)将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如上图所示电路2测量与记录测出小灯泡在不同电压下的电流移动滑动变阻器触头位置,测出12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.U/V00.20.40.60.81.01.2I/AU/V1.62.02.42.83.23.63.8I/A3.数据处理、整理仪器(1)画出伏安特性曲线在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,建立坐标系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
2、描图线充分占据整个坐标纸为宜)将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小灯泡的伏安特性曲线4拆除电路、整理仪器五、注意事项1本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法2滑动变阻器应采用分压式连接:目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化3U-I图线在U01.0 V左右时将发生明显弯曲,故在U1.0 V左右时绘点要密,以防出现很大误差4建立坐标系时,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一、单项选择题1在描绘小灯泡的伏安特性时,以电流值作横坐标,电压值作纵坐标所得的图线可能是下面图线中的(D)解析:由于小灯泡两端的电压升高时,灯丝的温度升高,导致灯丝电阻变大,所以只有D满足题意2在描绘小灯泡的伏安特性曲线时采用如图所示电路,实验中发现移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数变化而电压表指针不动,下列原因可能的是(C)A灯泡中灯丝已烧断B滑动变阻器滑片接触不良C灯泡内部短路D滑动变阻器A端接触不良解析:电流表示数变化而电压表指针不动,说明有电流流过灯泡但其两端无电压,即灯泡短路,选C.3某灯泡上标有“4 V,0
3、.7 A”的字样,在描绘该灯泡的伏安特性曲线实验中所用的电流表为00.6 A3 A,电压表为03 V15 V,为了提高实验的精确性则下列说法中正确的是(A)A电压表应选03 V量程,电流表应选00.6 A量程B电压表应选015 V量程,电流表应选00.6 A量程C电压表应选03 V量程,电流表应选03 A量程D电压表应选015 V量程,电流表应选03 A量程解析:一般情况下电压表和电流表的量程不能小于被测灯泡的额定值,但是本题强调实验的精确性,若电压表选015 V量程则其额定电压还不到满偏刻度的,误差较大同理电流表应选00.6 A量程二、不定项选择题4如下图所示,a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱现把此变阻器串联接入电路中的A、B两点间,并要求滑动头向c端移动过程中,灯泡变暗,则接入电路A、B两点间的接线柱可能是(AD)Ab和c Ba和c Ca和d Db和d解析:滑动变阻器是利用改变导线长度来改变电阻的,如题图所示,要使滑动头向c端移动时,灯泡变暗,只要接入电路的滑动变阻器电阻丝增长即可,所以应该接bc或bd.5某同学研究三种导电元件的伏安特性,他根据实验中所测得的数据,分别绘制了
4、IU图线,如下图所示,下列说法正确的是(A)A图(1)的元件可以作为标准电阻使用B图(2)的阻值随电压升高而减小C图(3)的阻值随电压升高而增大D图(2)、(3)一定是由金属材质构成的导电元件解析:(1)中IU图象为一次函数图象,即不随温度变化而变化所以可以作为标准电阻同理,(2)中R随温度升高而增大,(3)中R随温度升高而减小6在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,应(CD)A采用电流表内接法,因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多B采用电流表内接法,因为小灯泡的电阻比电流表内阻大得多C采用电流表外接法,因为小灯泡的电阻比电压表内阻小得多D采用电流表外接法,因为小灯泡的电阻与电流表内阻差不多解析:由于小灯泡的电阻较小,小灯泡的电阻和电流表的内阻差不多,而比电压表内阻小得多,电压表分流可忽略,故应采用电流表外接法三、非选择题(按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,答案中必须明确写出数值和单位)7有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线有下列器材供选用:A电压表(05 V,内阻约为10 k)B电压表(010 V,内阻约为20 k)C电
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