第八章 电路（第五节 描绘小灯泡的伏安特性曲线）.doc

广州市东圃中学2008届高三物理选修复习资料11第八章电路第五节实验复习一：描绘小灯泡的伏安特性曲线一．考点分析掌握安培表、伏特表的使用滑动变阻器的分压连接方法理解伏安曲线的意义能熟练地进行电路实物连线。二．基础回顾实验原理：根据原理图从电压表和电流表上读出相应的电压U和电流I绘出U—I图。根据金属丝电阻率随温度的升高而增大的特点分析曲线的变化规律。实验电路图如右图所示：实验器材：电压表(0-3V)电流表（0-0.6A）小灯泡（3.8V）滑动变阻器（20Ω）电源（4-6）V电键导线若干。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记入下面表格内。电压0.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.6电流4、断开电键S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。误差分析：⑴电压表的分流未考虑造成I偏大存在系统误差。⑵描绘U—I图线时作图不准造成偶然误差。注意事项1、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、被测小灯泡电阻较小实验电路必须采用电流表外接法；3、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；4、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。误差分析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；5．关于滑动变阻器限流与分压滑动变阻器的限流接法如a图与分压接法如图b下列情况必须采用分压式接法①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节。②用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0且实验要求用电器电压变化范围较大。因为限流连接电压变化为：0~范围太小；分压连接电压变化为：0~（RL》R0）。相反如果采用限流接法（a）由于滑动变阻器的最大值R0太小实际不能起到限流作用也不利于调节数据。③若采用限流接法电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时只能采用分压接法.下列情况可选用限流式接法①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节只是小范围内测量且RL与R0接近或RL略小于R0采用限流式接法.②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小不能满足分压式接法的要求时采用限流式接法.③没有很高的要求仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.三、例题分析例1．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω）电源、小灯泡、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的U—I曲线.（3）如果某一电池的电动势是1.5V内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图可直接画在第（2）小题的方格图中）解：（1）见下图（2）见下图（3）作出U=E—Ir图线可得小灯泡工作电流为0.35安工作电压为0.80伏因此小灯泡实际功率为0.28瓦例2．使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线．已知小灯泡上标有“6V3W”字样电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组滑动变阻器的规格是“52A”．要求：⑴把图1中实物连成实验电路；⑵图2的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由．解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压可以有限流与分压两种接法根据题意灯泡电阻约为R=62/3=12若采用限流即使变阻器阻值用到最大灯泡电压最小值可达4V左右其电压调节范围约在4V－6V间显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线．而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为0V－6V间便于选取数据作相应图线至于电压表与电流表采用内接、外接题目未给表的内阻但实验学生用表在电阻为10左右时内、外接表误差差别不大本题不作要求连线时应注意量程选择与表“＋”、“一”接线柱接法接线如图3．图2中所绘图线由横、纵坐标可知为P—U2图线小灯泡在点亮时灯丝温度可高达上千摄氏度．随电压升高灯丝