高中物理第3章恒定電流學(xué)案（打包7套）魯科版.zip,高中物理,恒定,電流,打包,魯科版 第6節(jié)　實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．描繪小燈泡的伏安特性曲線． 2．分析I-U曲線的變化規(guī)律． 二、實(shí)驗(yàn)原理 1．實(shí)驗(yàn)電路：小燈泡的電阻很小，電流表采用外接法；因電壓要求從零開(kāi)始連續(xù)變化，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法． 圖3-6-1 2．曲線形狀：以I為縱軸、U為橫軸畫(huà)出小燈泡的I-U圖線，由于金屬的電阻率(電阻)隨溫度的升高而增大，其伏安特性曲線不是一條直線． 3．滑動(dòng)變阻器的兩種接法： (1)兩種接法的比較. 名稱 限流接法 分壓接法 電路圖 閉合開(kāi)關(guān)前滑片位置 使滑動(dòng)變阻器所用的電阻最大(電阻R的電流最小)，滑片應(yīng)位于最左端 使滑動(dòng)變阻器與負(fù)載R并聯(lián)的電阻為零(R的電流、電壓為零)，滑片應(yīng)位于最左端 負(fù)載兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍 U～U 0～U 通過(guò)負(fù)載的電流調(diào)節(jié)范圍 ～ 0～ 負(fù)載正常工作時(shí)電路的效率 電路中總電流等于負(fù)載R的電流，電路效率較高 電路中總電流大于負(fù)載R的電流，電路效率較低 (2)兩種接法的選擇：由于限流式接法電路簡(jiǎn)單，耗能低，所以通常采用滑動(dòng)變阻器的限流式接法，但在以下三種情況中，必須選擇分壓式接法： a．當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大電阻，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù))時(shí)，必須選用分壓電路． b．若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)負(fù)載電阻或電表的額定值時(shí)，只能采用分壓式接法． c．要求回路中某部分電路的電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性，校對(duì)改裝后的電表等)，即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓式接法． 三、實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡、4～6 V學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙． 一、實(shí)驗(yàn)步驟 1．按實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，且使滑動(dòng)變阻器的觸頭P滑至A端． 2．閉合開(kāi)關(guān)，使觸頭P逐漸向B移動(dòng)，測(cè)出12組不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格. 3．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除電路，整理器材． 二、數(shù)據(jù)處理 1．列表格：將記錄的12組U、I值記錄在表格中. 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 U I 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 7 8 9 10 11 12 U I 2．描曲線：在坐標(biāo)紙上以電流I為縱軸、電壓U為橫軸建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)繪出I-U曲線． 3．分析規(guī)律：分析曲線變化規(guī)律，分析曲線不是直線的原因． 三、誤差分析 1．測(cè)量時(shí)，未考慮電壓表的分流，造成測(cè)得的I值比真實(shí)值偏大，而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差． 2．測(cè)量時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)，描繪I-U圖線時(shí)作圖不準(zhǔn)確產(chǎn)生偶然誤差． 四、注意事項(xiàng) 1．描繪I-U圖線要求電壓、電流從零開(kāi)始變化，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓接法．小燈泡的電阻較小，電流表采用外接法． 2．調(diào)節(jié)滑片時(shí)應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超過(guò)小燈泡的額定電壓，且要使實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的各組數(shù)據(jù)均勻，間隔大致相等． 3．作圖時(shí)兩坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適當(dāng)，盡量使測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖線占滿坐標(biāo)紙．連線時(shí)誤差較大的點(diǎn)要舍去，要用平滑的曲線而不能畫(huà)成折線. 實(shí)驗(yàn)探究1　對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及器材選取的考查 　有一燈泡上標(biāo)有“6 V　0.1 A”字樣，現(xiàn)要測(cè)量該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材供選用： A．電壓表(0～5 V，內(nèi)阻2.0 kΩ) B．電壓表(0～10 V，內(nèi)阻3.0 kΩ) C．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻2.0 Ω) D．電流表(0～6 A，內(nèi)阻1.5 Ω) E．滑動(dòng)變阻器(30 Ω，2 A) F．滑動(dòng)變阻器(100 Ω，0.5 A) G．學(xué)生電源(直流9 V)及開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等 (1)實(shí)驗(yàn)中所用的電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________． (2)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求電壓從0 V開(kāi)始測(cè)量． 【解析】　(1)電壓表的量程應(yīng)大于小燈泡的額定電壓6 V，故電壓表選B.小燈泡的額定電流0.1 A，故電流表選C.結(jié)合(2)的分析可知變阻器用分壓式，故選電阻較小的E. (2)小燈泡的電阻R＝＝＝60 Ω＜，故電流表應(yīng)用外接法；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括電壓在零附近的數(shù)值，故變阻器只能接成分壓式，電路如圖所示． 【答案】　(1)B　C　E　(2)如圖所示 實(shí)驗(yàn)探究2　對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的考查 　圖3-6-2甲為某同學(xué)測(cè)繪額定電壓為2.8 V小燈泡的I-U圖線的實(shí)驗(yàn)電路圖． 圖3-6-2 (1)根據(jù)電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路． (2)開(kāi)關(guān)S閉合之前，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于________(選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)． (3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的I-U曲線如圖3-6-3，由此可知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率為_(kāi)_______W. 圖3-6-3 【解析】　(1)按電路圖連實(shí)物如圖． (2)開(kāi)關(guān)S閉合之前應(yīng)使用電器(小燈泡)處于被保護(hù)狀態(tài)，即剛閉合時(shí)使其兩端電壓很小，故選A端． (3)由I-U曲線當(dāng)U＝2.8 V時(shí)，I＝0.28 A，由公式P＝UI正常發(fā)光的功率P＝0.784 W. 【答案】　(1)見(jiàn)解析圖　(2)A端　(3)0.784 4