2.3 欧姆定律课时二《描绘小灯泡的伏安特性曲》—人教版高中物理选修3-1课件

课时二 描绘小灯泡的伏安特性曲线 第二章 恒定电流 一.实验目的 1.描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律． 2.掌握伏安法测电阻的方法。 3.理解灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线 实验电路(如图所示)：电流表采用外接(小灯泡电阻很小)， 滑动变阻器采用分压式(使电压能从零开始连续变化) 2. 实验原理：用电压表和电流表可以分别测出多组小灯泡的电压和电流值，在坐标纸的I－U坐标系中描出各个点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来． 二.实验原理 学生电源(4～6 V直流)，小灯泡(“4 V 0.7 A”或“3.8 V 0.3 A”)，电流表(内阻较小)，电压表(内阻很大)，滑动变阻器，开关和导线． 三.实验器材 1. 连接电路：确定电流表、电压表的量程，按实验电路图连好电路．(注意开关应断开，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零)． 2. 测量数据：闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小但明显的示数，记录一组电压U和电流I值． 四.实验步骤 3. 重复测量：用同样的方法测量并记录12组U值和I值. 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电压U/V 电流I/A 4. 整理器材：断开开关S，整理好器材． 5. 描绘曲线：在坐标纸上，以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，先观察所描点的走向，再用平滑曲线连接各点得到I－U图线． 五.数据处理 1. 本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法． 2. 本实验要作出I－U图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压式接法． 3. 为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的左端．(使小灯泡两端初始电压为零) 4. 加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压． 5. 连图线时曲线要平滑，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，绝对不要出现折线． 六.注意事项 1. 由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，则电流表示数偏大． 2. 测量时读数带来误差． 3. 在坐标纸上描点、作图时带来误差． 七.误差分析 八.实验结论 存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢。 小灯泡的伏安特性曲线 温度升高灯泡的电阻逐渐变大 用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R 伏安法 九、伏安法测电阻 伏安法测电阻的两种电路 电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法” 电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法” A V R A V R 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差． 九.伏安法测电阻 电流表外接法 电压表示数 电流表示数 测量值偏小，适于测量小阻值电阻 . 说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即 < A V R 伏安法测电阻的误差分析 九、伏安法测电阻 电流表内接法 电压表示数 电流表示数 测量值偏大,适于测量大阻值电阻. 说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大电阻，即 A V R > 伏安法测电阻的误差分析 九、伏安法测电阻 当 时，选用电流表内接法． 时，选用电流表外接法． 当 １、直接比较法：当Ｒx《Ｒv时，采用外接法 　　　　　　　　当Ｒx》ＲA时，采用内接法 ２、比值法 伏安法测电阻电路选择 九、伏安法测电阻 ３、实验试探法： 若伏特表示数有明显变化，即　　　　　宜外接 若安培表示数有明显变化，即　　　　　宜内接 伏安法测电阻电路选择 九、伏安法测电阻 “大内偏大，小外偏小” 电路选择及误差分析总结 九、伏安法测电阻 AD 例1．用伏安法测电阻时，电流表外接电路与电流表内接电路的误差来源是( ) A．外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值小于真实值 B．外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值大于真实值 C．内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值小于真实值 D．内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值大于真实值 B 例2．用伏安法测电阻时，待测电阻大约是10欧，电流表的内阻是1欧，电压表的内阻是5千欧，则：（ ） A.用电流表外接法，此时测量值比真实值大 B.用电流表外接法，此时测量值比真实值小 C.用电流表内接法，此时测量值比真实值大 D.用电流表内接法，此时测量值比真实值小 CD 例3．用伏安法测灯泡的