描绘小灯泡的伏安特性曲线.doc

描绘小灯泡的伏安特性曲线20110427高三实验复****br/>描绘小灯泡的伏安特性曲线
一、实验目的及教学目标
1、描绘小灯泡的伏安特性曲线;
2、分析曲线的变化规律并得出结论;
3、能根据题目给出的实验数据,正确描出实验曲线,并由此计算相关物理量;能正确选择合适的仪表和器材,选择适的量程和进行正确的实物连路,
4、能处理相关的拓展性的实验课题;能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小。
二、实验原理
在纯电阻电路中,电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系,但在实际电路中,由于各种因素的影响,U—I图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压U和电流I,然后在坐标纸上以U为纵轴,以I为横轴画出U—I曲线。
三、实验器材
小灯泡、4V~6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。
四、实验步骤
1、适当选择电流表,电压表的量程,采用电流表的外接法,按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。
2、滑动变阻器采用分压接法,把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端,电路经检查无误后,闭合电键S。
3、改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U,记入记录表格内,断开电键S;
4、在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流I,横轴表示电压U,用平滑曲线将各点连接起来,便得到伏安特性曲线。
5、拆去实验线路,整理好实验器材。
五、注意事项
1、因本实验要作出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;
2、本实验中,因被测小灯泡电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法;
3、电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使小灯泡的电压逐渐增大,可在电压表读数每增加一个定值()时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压;
4、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端;
5、坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度例应该适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线,不能画成折线。
六、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值比真实值偏大;
2、描绘I—U线时作图不准确造成的偶然误差。
七、实验电路图
例1(03上海)、如图所示中的图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I—U关系曲线图.
(1)为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整曲线,在图2、图3两个电路中应选择的是图;简要说明理由: .(电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0-100 Ω)
(2)在图4电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=—U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为 V;电阻R2的阻值为Ω.
⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子:
______________________________________
解:⑴ 2 ;理由:从I—U图象看,电流与电压均从零值开始,图2中的电压可以从0调到所需的电压,调节范围较大(或图3中不能测量0值附近的数据).
⑵ ;(~)。分析与计算:R1支路电流为I1 =U /R1 =36mA, R2支路电流为34mA,在I—U曲线上,;热敏电阻Rt= / =, Rt+R2 = 9/ =,所以R2 ≈ .
⑶热敏温度计(提出其它实例,只要合理就给分)
例2、为了测定和描绘“220V 40W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线,可以利用调压变压器供电。调压变压器是一种自耦变压器,它只有一组线圈L,绕在闭合的环形铁心上,输入端接在220V交流电源的火线与零线间,输出端有一个滑动触头P,移动它的位置,就可以使输出电压在0~250V之间连续变化,左图画出的是调压变压器的电路图符号。。
(1)在左图中完成实验电路图。
(2)说明按你的实验电路图进行测量,如果电表内阻的影响不能忽略,在电压较高段与电压较低段相比较,哪段的误差更大?为什么?
(3)如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如右图所示,试根据图线确定,把两个完全相同的“220V 40W”白炽电灯串联在220V交流电源的火线与零线间,这两只电灯消耗的总电功率是多大?
解:⑴如图所示。开关应安在火线一边,否则应适当扣分。火线与公共端相连的可不扣分。电流表外接与内接都可以。(本题电源输出电压可调,因此用不着滑动变阻器)
⑵如果采用电流表外接的,电压较高段误差更大,因为电压越高,灯丝电阻越大,由于电压表分流而造成的误差越大;如果采用电流表内接的,电压较低段误