物理实验9 描绘小灯泡的伏安特性曲线 .ppt

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1、实验九描绘小灯泡的伏安特性曲线实验九描绘小灯泡的伏安特性曲线1实验原理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实验器材小灯泡(3.8 V0.3 A)或(2.5 V0.6 A)一个、电压表(0315 V)与电流表(00.63 A)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、铅笔实验要求3滑动变阻器的限流接法和分压接法4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，原理图连接好实验电路(2)把滑动变阻器的

2、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，测出多组不同的电压值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1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，就得到小灯泡的伏安特性曲线方法规律2注意事项(1)电路的连接方式电流表应采用外接法：因为小灯泡(3.8 V0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小灯

3、泡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灯泡分得电压为零的一端，使开关闭合时小灯泡的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝(3)IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差(4)当小灯泡的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关(5)误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线3误差分析(1)由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差(2)电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数考点1数据处理与误差分析例1由金属丝制成的电阻

4、阻值会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线可供选择的实验器材有：A待测电阻器Rx(2.5 V1.2 W)B电流表A(00.6 A，内阻为1 )C电压表V(03 V，内阻未知)D滑动变阻器(010 ，额定电流1 A)E电源(E3 V，内阻r1 )F定值电阻R0(阻值5 )G开关一个和导线若干(1)实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图(3)该同学将本实验中的电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是_W(结果保留2位小数)思路剖析：(1)滑动变阻

5、器两端电压从零开始，滑动变阻器采用什么接法？(2)如何画滑动变阻器的伏安特性曲线？(3)如何求出电阻Rx实际消耗的功率？【答案】(1)见解析图(2)见解析图(3)0.32【解析】(1)要使电阻器两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法电路如图甲所示练1要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V，内阻约1)；电流表(量程为0250 mA，内阻约5)；电压表(量程为03 V，内阻约3 k)；开关一个、导线若干(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填字母代号)A滑动变阻器(最大阻值2

6、0，额定电流1 A)B滑动变阻器(最大阻值1 750，额定电流0.3 A)(2)实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_W.【答案】(1)A(2)B(3)0.1描绘小灯泡的伏安特性曲线可以从以下方面进行改进与创新：1描绘二极管的伏安特性曲线2描绘太阳能电池在没有光照时的伏安特性曲线3测定小灯泡在不同电压下的电功率，描绘小灯泡电功率P与两端电压的平方U2的曲线考点2实验的改进与创新例2硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向

7、电压(硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点)，探究其在无光照时的反向伏安特性图中电压表的V1量程选用3 V，内阻为6.0 k；电压表V2量程选用15 V，内阻约为30 k；R0为保护电阻；直流电源电动势E约为12 V，内阻不计(1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路(2)用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1，V2的示数U1，U2.某次测量时，电压表V1示数如图丙，则U1_V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为_mA(结果保留2位小数)该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U1，U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压Ux 和通过反向电流Ix(表中“”

8、表示反向)，并在坐标纸上建立IxUx坐标系，标出了与表中前5组Ux，Ix数据对应的5个坐标点请你标出余下的4个坐标点，并绘出IxUx图线.组别123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.01.02.03.04.05.06.07.08.0Ix/mA0.000.000.010.020.040.070.120.190.29由IxUx图线可知，硅光电池 无光照下加反向电压时，Ix与Ux呈_(填“线性”或“非线性”)关系思路剖析：硅光电池在没有光照时相当于电阻元件，根据欧姆定律

9、可以计算得到硅光电池的反向电流在绘画IxUx图线时，要用平滑的曲线连接起来练2太阳能是一种清洁、“绿色”的能源在我国上海举办的世博会上，大量利用了太阳能电池太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的IU特性所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干(1)为了达到上述目的，请将图甲连成一个完整的实验电路图(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的IU图象，由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻

10、_(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为_.热点题组一实验的考查1(2017届辽宁五校联考)从下表中选出适当的实验器材，测量小电珠的伏安特性曲线，得到如图的IU图线.模拟精选 组合专练 器材(代号)规格电流表(A1)量程00.6 A，内阻1 电流表(A2)量程03 A，内阻1 电压表(V1)量程03 V，内阻约2 k电压表(V2)量程015 V，内阻约10 k滑动变阻器(R0)阻值025 电池(E)电动势6 V，内阻不计开关(S)导线若干(1)在如图甲所示的IU图线中，A到B过程中小电珠电阻改变了_.(2)测量电路中电流表应选用_(填代号)，电压表应选用_(填代

11、号)，电流表应采用_(填“内”或“外”)接法(3)在图乙所示虚线框中用笔补画完整实验电路图，要求变阻器滑片右移时，小电珠两端电压变大【答案】(1)10(2)A1V2外(3)见解析图热点题组二实验的改进与创新2(2017届成都联考)发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件它的电路符号为，正常使用时，带“”号的一端接高电势，带“”号的一端接低电势某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.U/V00.20.40.60.81.01.21.4I/mA00.40.91.52.33.24.35.4U/V1.61.82.02.22.42.62.83.0I/mA6.89.3121519243037(1)在下面的虚线框内画出该同学的实验电路图(实验中所用电压表的内阻RV约为10 k，电流表的内阻R mA约为100 )(2)在小方格纸上用描点法画出二极管的IU图象(3)若发光二极管的最佳工作电压为2.0 V，而电源是由内阻不计、电动势为1.5 V的两节干电池串联而成的根据画出的伏安特性曲线上的信息分析，应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路，才能使二极管工作处于最佳状态？_.