一实验目的描绘小电珠的伏安特性曲线分析伏市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,一、试验目的,(1)描绘小电珠伏安特性曲线。,(2)分析伏安特性曲线改变规律。,二、试验原理,用电流表测出流过小电珠电流，用电压表测出小电珠两端电压，测出多组(,U,，,I,)值，在,U,I,坐标系中描出各相应点，用一条平滑曲线将这些点连起来。,第1页,第1页,三、试验器材,小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 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。,四、滑动变阻器限流接法和分压接法,1两种接法比较,第2页,第2页,都是为了保护电路元件,a,端,b,端,闭合S前触头位置,分压电路调整范围大,负载,R,上电流调整范围,分压电路调整范围大,0,U,E,负载,R,上电压调整范围,串、并联关系不同,两种接法,电路图,对比阐明,分压接法,限流接法,方式,内容,第3页,第3页,由上表能够看出：滑动变阻器分压式接法中，电压和电流调整范围很大，限流式接法较节能。,2两种接法选择,第4页,第4页,(2)两种接法合用条件,限流式接法适合测量阻值小电阻(跟滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器总电阻还小)。,分压式接法适合测量阻值较大电阻(普通比滑动变阻器总电阻要大)。,假如,R,x,很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调整范围也比较大。,R,x,很大时，分压式接法中,R,x,几乎不影响电压分派，滑片移动时，电压改变靠近线性关系，便于调整。,第5页,第5页,若采用限流式接法不能控制电流满足试验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上电流(或电压)仍超出电流表(或电压表)量程，或超出待测电阻额定电流(或电压)，则必须选取分压式接法。,若待测电阻阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上电流或电压改变范围不够大，此时，应改用分压电路。,若试验中要求电压从零开始调整，则必须采用分压式电路。,两种电路均可使用情况下，应优先采用限流式接法，由于限流式接法电路简朴、耗能低。,第6页,第6页,五、试验环节,(1)拟定电流表、电压表量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图实81中原理图连接好试验电路。,图实81,第7页,第7页,(2)把滑动变阻器滑片调整到图中最左端，接线经检验无误后，闭合开关S。,(3)移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S。,I,(A),3.8,3.6,3.2,2.8,2.4,2.0,1.6,U,(V),I,(A),1.2,1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,0,U,(V),(4)拆除电路，整理仪器。,第8页,第8页,六、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相应点。(坐标系纵轴和横轴标度要适中，以使所描图线充足占据整个坐标纸为宜),(3)将描出点用平滑曲线连接起来，就得到小电珠伏安特性曲线。,第9页,第9页,七、注意事项,(1)电路连接方式：,电流表应采用外接法：由于小电珠(3.8 V,0.3 A)电阻很小，与00.6 A电流表串联时，电流表分压影响很大。,滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端电压能从零开始连续改变。,(2)闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到使小电珠分得电压为零一端，使开关闭合时小电珠电压从零开始改变，同时也是为了预防开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。,第10页,第10页,(3),I,U,图线在,U,0,1.0 V左右将发生明显弯曲，故在,U,1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。,(4)当小电珠电压靠近额定值时要缓慢增长，到额定值统计,I,后马上断开开关。,(5)误差较大点要舍去，,I,U,图线应是平滑曲线而非折线。,八、误差分析,(1)由于电压表、电流表不是抱负电表，电表内阻对电路影响会带来误差。,(2)电流表、电压表读数带来误差，要严格按照读数规则读数。,(3)在坐标纸上描点、作图带来操作误差。,第11页,第11页,试验原理与操作,例1,(,安徽高考,),图实82为,“,测绘小灯泡伏安特性曲线,”,试验实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V。,图实82,第12页,第12页,(1)完毕下列试验环节：,闭合开关前，调整滑动变阻器滑片，_；,闭合开关后，逐步移动变阻器滑片，_；,断开开关，依据试验数据作出小灯泡灯丝伏安特性曲线。,(2)在虚线框中画出与实物电路相应电路图。,第13页,第13页,解析(1)滑动变阻器在最左端时，小灯泡电压最小，为了保护小灯泡不被烧坏，因此在闭合开关前，滑动变阻器滑片应处于最左端。在调整滑动变阻器时，应注意电压表示数，不能超出小灯泡额定电压。,答案(1)使它靠近变阻器左端接线柱,增长小灯泡两端电压，统计电流表和电压表多组读数，直至电压达到额定电压,(2)如图实83所表示,图实83,第14页,第14页,题组演练,1在描绘小灯泡伏安特性曲线时，采用如图实8,4所表示电路，试验中发觉移动滑动变阻器滑片时，电流表示数改变而电压表指针不动，下列原因也许是 (),图实84,第15页,第15页,A灯泡中灯丝已烧断,B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：由图知，若电压表电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有改变，故和电流表串联回路中不存在断点，故A错。若滑片接触不良，电路中不也许有电流，故B错。若滑动变阻器,A,端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均改变，故D错。若灯泡内部短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针改变，故选C。,答案：C,第16页,第16页,2如图实85甲所表示是某试验小组测定电阻约为10,小灯泡伏安特性曲线电路图，图乙是他们按照图甲所表示电路在实物上连线示意图，教师检查发觉有一根导线一端接错了地方，请你在图乙中这根连线上画上,“,”，并直接在图上画出这根导线正确连线。,图实85,第17页,第17页,解析：由题图甲可看出，测量小灯泡伏安特性曲线供电电路图是分压式接法，测量电路是安培表外接法。正确连线如图所表示。,答案：见解析,第18页,第18页,数据处理与误差分析,例2,表格中所列数据是测量小电珠,U,I,关系试验数据：,0.215,0.205,0.195,0.180,0.150,0.100,0.050,0.000,I,(A),3.0,2.5,2.0,1.5,1.0,0.5,0.2,0.0,U,(V),(1)分析表格内试验数据可知，应选取试验电路图是图实86中_(选填,“,甲,”,或,“,乙,”,)；,第19页,第19页,图实86,(2)在图实87所表示方格纸内画出小电珠,U,I,曲线。分析曲线可知小电珠电阻值随,I,变大而_(选填,“,变大,”“,变小,”,或,“,不变,”,)；,第20页,第20页,图实87,(3)如图实88所表示，用一个定值电阻,R,和,两个上述小电珠构成串并联电路，连接到内阻,不计、电动势为3 V电源上。已知流过电阻,R,电流是流过电珠L,2,电流两倍，则流过电珠L,1,电流约为_A。,图实88,第21页,第21页,解析(1)从表中数据可看出，电珠两端电压能够从零开始调整，这阐明滑动变阻器应选取分压接法，故应选取甲图。,(2)在方格纸上依据,U,I,数据描点、连线，其,U,I,图象如图实89所表示。随,U,和,I,增大，图线上各点与坐标原点连线斜率越来越大，故其电阻变大。,图实89,第22页,第22页,(3)因流过电阻,R,电流是流过电珠L,2,电流两倍，则流过灯L,1,电流是流过灯L,2,电流3倍，而灯L,1,、L,2,两端电压之和为3 V，在(2)描出,U,I,图象中，找出一个电流,I,相应电压,U,1,，再找出3,I,相应电压,U,2,，直到,U,1,U,2,3 V为止。,最后得出结果，流过电珠L,1,电流为0.21 A,答案(1)甲(2),U,I,图线见解析变大(3)0.21,第23页,第23页,题组演练,3,(,广东高考,),在,“,描绘小电珠伏安特性曲线,”,试验,中，所用器材有：小电珠(2.5 V,0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。,(1)粗测小电珠电阻，应选择多用电表_倍率电阻挡(请填写,“,1”“10”或,“,100”)；调零后，将表笔分别与小电珠两极连接，示数如图实810甲所表示，结果为_。,第24页,第24页,图实810,(2)试验中使用多用电表测量电压，请依据试验原理图乙完毕实物图实811中连线。,第25页,第25页,图实811,第26页,第26页,(3)开关闭合前，应将滑动变阻器滑片,P,置于_端。为使小电珠亮度增长，,P,应由中点向_端滑动。,(4)下表为电压等间隔改变测得数据，为了取得更准确试验图象，必须在相邻数据点_间多测几组数据(请填写,“,ab,”“,bc,”“,cd,”“,de,”或,“,ef,”)。,0.244,0.216,0.185,0.156,0.122,0.000,I,/A,2.50,2.00,1.50,1.00,0.50,0.00,U,/V,f,e,d,c,b,a,数据点,第27页,第27页,解析：(1)由于小电珠电阻比较小，故应当选,“,1”倍率，由题图读得电阻为7.5。,(2)由于小电珠电阻比较小，故伏安法测量时应当用电流表外接法，测量电压应当从零开始，故滑动变阻器要用分压式接法，实物连接如图所表示。,第28页,第28页,(3)开关闭合前滑片,P,应置于,a,端，为了使小电珠亮度增长，应使滑片从中点向,b,端滑动。,(4),ab,之间电流增长了0.122 A，其它段电流依次增长了0.03 A左右，因此需要在,ab,之间将电流分为0.030 A、0.060 A、0.090 A，分别测出相应电压值。,答案：(1)17.5(2)见解析图(3),a,b,(4),ab,第29页,第29页,4,(,四川高考,),某学习小组同窗拟探究小灯泡L,伏安特性曲线，可供选取器材下列：,小灯泡L，规格,“,4.0 V,0.7 A”；,电流表A,1,，量程3 A，内阻约为0.1；,电流表A,2,，量程0.6 A，内阻,r,2,0.2；,电压表V，量程3 V，内阻,r,V,9 k；,原则电阻,R,1,，阻值1；,原则电阻,R,2,，阻值3 k；,滑动变阻器,R,，阻值范围010；,学生电源,E,，电动势6 V，内阻不计；,开关S及导线若干。,第30页,第30页,图实812,图实813,第31页,第31页,(1)甲同窗设计了如图实812甲所表示电路来进行测量，当通过L电流为0.46 A时，电压表示数如图乙所表示，此时L电阻为_。,(2)乙同窗又设计了如图实813甲所表示电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上电压值是_ V。,(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同窗基础上利用所供器材，在图实813乙所表示虚线框内补画出试验电路图。并在图上标明所选器材代号。,第32页,第32页,(2)电压表与电阻,R,2,串联，电压表两端电压3 V，依据串联电路电阻与电压关系，电阻,R,2,两端电压为1 V，灯泡L两端电压为电压表和电阻,R,2,两端电压之和，即为4 V；,(3)如图所表示。,答案：(1)5(2)4,(3)见解析图,第33页,第33页,试验改进与创新,例3,(,丹东调研,),小灯泡灯丝电阻会随温度升高而变大，因而引起功率改变。一研究性学习小组在试验室通过试验研究这一问题，试验室备有器材是：电压表(03 V，约3 k)，电流表(00.6 A，约0.1)，电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。试验时，要求小灯泡两端电压从0逐步增大到额定电压。,(1)在虚线框内画出试验电路图。,第34页,第34页,(2)依据试验测得数据描绘出如图实814所表示,U,I,图象，小灯泡电压随电流改变曲线，由此可知，小灯泡电阻,R,随温度升高而_。(填：变大、不变、变小),图实814,第35页,第35页,(3)假如一电池电动势为2 V，内阻为2.5。请你依据上述试验结果，拟定小灯泡接在该电池两端，小灯泡实际功率是_ W。,解析依据题目要求，小灯泡两端电压从0逐步增大到额定电压，应当设计成份压电路；由于小灯泡电阻不大，电流表内接。由小灯泡电压随电流改变曲线可知，图线上点纵横坐标比值随电流增大而增大，阐明小灯泡电阻,R,随电流增大而增大。而电流增大则造成灯丝温度升高，因此小灯泡电阻,R,随温度,T,升高而增大。,第36页,第36页,在题给小灯泡电压随电流改变曲线上作出电池伏安特性曲线，该曲线与小灯泡电压随电流改变曲线交点相应纵横坐标值(0.40,1.10)即为小灯泡电压和电流，小灯泡实际功率是,P,UI,1.100.40 W0.44 W。,图实815,第37页,第37页,答案(1)试验电路图如图实816所表示。,图实816,(2)变大(3)0.44(0.390.48都得分),第38页,第38页,一、本题创新点分析,1.源于教材本例所用器材和试验电路图与教材试验是相同。,2.高于教材本例试验目的不是描绘小灯泡伏安特性曲线，而是研究功率改变规律。,二、本试验还能够从下列方面进行改进创新,试验器材创新,如何测定和描绘一只标有,“,220 V，40 W”白炽灯丝伏安特性曲线？,提醒：能够利用交流电及可调变压器来进行测定。,第39页,第39页,题组演练,5太阳能是一个清洁、“绿色”能源。在我国上海举办,世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，能够将光能转化为电能，在没有光照时，能够视为一个电学器件。某试验小组依据测绘小灯泡伏安特性曲线试验办法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)IU特性。所用器材包括：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。,第40页,第40页,(1)为了达到上述目的，请将图实817甲连成一个完整试验电路图。,(2)该试验小组依据试验得到数据，描点绘出了如图乙所表示,I,U,图象，由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池电阻_(填,“,很大,”,或,“,很小,”,)；当电压为2.80 V时，太阳能电池电阻约为_。,图实817,第41页,第41页,解析：(1)试验电路如图所表示。,答案：(1)见解析图(2)很大1.010,3,(9651 040),第42页,第42页,6,(,郑州模拟,),如图实818甲所表示为某同窗试验,得到小灯泡灯丝电阻,U,I,关系曲线图。,图实818,第43页,第43页,(1)在图乙中画出试验电路图(依据该电路图可得到UI关系完整曲线)，可用器材有：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器(改变范围050)、电动势为6 V电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干。,(2)假如将该小灯泡分别接入图实819甲、乙两个不同电路，其中甲电路电源为一节干电池，乙电路电源为三节干电池，每节干电池电动势为1.5 V，内电阻为1.5，定值电阻R18，则接入_(选填,“甲”或“乙”)电路时，小灯泡较亮些。,第44页,第44页,图实819,(3)在电路乙中，小灯泡消耗电功率为_ W。,(4)若将电路乙中电阻,R,替换为另一个完全相同小灯泡，其它条件不变，则此时电源内部发热功率为_ W。,第45页,第45页,解析：由于要画出,U,I,关系完整曲线，必须用分压接法画出试验电路图。分别在小灯泡灯丝电阻,U,I,关系曲线图上画出电源伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻,U,I,关系曲线交点即为工作点。显然接入甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些。在电路乙中，小灯泡消耗电功率为,P,UI,10.15 W0.15 W。若将电路乙中电阻,R,替换为另一个完全相同小灯泡，其它条件不变，可等效为电动势为2.25 V，内阻为2.25 电池连接一个灯泡，,第46页,第46页,在小灯泡灯丝电阻,U,I,关系曲线图上画出电源(电动势2.25 V，内阻2.25)伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻,U,I,关系曲线交点相应横坐标值为电源输出电流,I,0.26 A，此时电源内部发热功率为,P,I,2,r,0.26,2,4.5 W0.30 W。,第47页,第47页,答案：(1)试验电路图如图所表示。,(2)甲(3)0.15(4)0.30,第48页,第48页,