电学实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线

电学实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 预习单 【预习目标】 1、会选择描绘小灯泡伏安特性曲线的电路，培养实验探究科学素养. 2、会根据电源的 U-I 图像和负载的 U-I 图像求解负载的电功率. [知识点1] 测量电路与控制电路的选择 1. 电流表的内、外接法 内接法 外接法 电路图 误差原因 电阻测量值 适用于测量 两种电路选择标 准 当RA《R,或R₂ >VRARy时，选用电流表 当Ry》Rx或Rx<VRARy时，选用电流表 2.滑动变阻器两种连接方式的对比 限流接法 分压接法 对比说明 电路图 R E Pr d R₀ b S ( R ) ( E ) 串、并联关系不同 负载R上电压调节 范围(不计电源内 阻 ) 分压电路调节范围大 闭合S前触头位置 端 端 都是为了保护电路元 件 1 学科网（北京）股份有限公司 2 学科网（北京）股份有限公司 3.滑动变阻器两种接法的选择 滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化，通常 情况下，由于限流式结构简单、耗能少，优先使用限流式. 滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况： ①要求电压表能从零开始读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大； ②当待测电阻 Rx ≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不 起作用)； ③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电 流. [知识点 2] 描绘小灯泡的伏安特性曲线 结合课本和一轮资料完成以下知识准备： 1 ．实验原理 （1）实验原理图. （2）测多组小灯泡的 U、I 的值，并绘出 I－U 图像； （3）由图线的斜率反映电流与电压和电阻的关系. 2 ．实验器材 小灯泡“3.8 V，0.3 A ”、电压表“0～3 V～15 V ”、电流表“0～0.6 A～3 A ”、 滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔. 3 ．进行实验及数据处理 （1）将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如 图乙所示的电路. （2）移动滑动变阻器触头位置，测出多组不同的电压值 U 和电流值 I，并将测 量数据填入自己设计的表格中. （3）数据处理 ①在坐标纸上以 U 为横轴，I 为纵轴，建立直角坐标系. ②在坐标纸上描出各组数据所对应的点. ③将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线. 4 ．注意事项 （1）电路的连接方式： ①电流表应采用处接法：因为小电珠(3.8V,0.3A) 的电阻很小，与量程为0.6 A 的电流表串联时，电流表的分压影响很大. ②滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从0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电珠分得电压为0的一端， 使开关闭合时小电珠的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因 小电珠两端电压过大而烧坏灯丝. (3)I-U 图线在 Uo=1.0V 左右将发生明显弯曲，故在 U=1.0V 左右绘点要密， 以防出现较大误差. 5. 误差分析 (1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接， 由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值. (2)测量时读数带来误差. (3)在坐标纸上描点、作图带来误差. [知识点3] 1.稳定电路的U-I 图像有两种： 一是电源的 U-I 图像(如图中a); 二是用电器 的 U-I 图像，而用电器的 U-I 图像又分两类：线性(图中 b)和非线性(图中 c). 2.两种图像的交点坐标表示该用电器单独与电源串联的工作电流和路端电压(也 是用电器两端的电压).如图，电源的输出功率分别为P=UI,P=U₂ I 3 学科网（北京）股份有限公司 【预习检测】 分数 1、 (10分)如图所示，线段A 为某电源的U-I 图线，线段B 为某电阻R 的 U 一I图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求： (1)电阻 R 消耗的电功率是多大? (2)电源内部损耗的电功率P 是多少? 2、(10分)画出描绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路图 4 学科网（北京）股份有限公司 电学实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 导学单 5 学科网（北京）股份有限公司 【学习目标】 1.掌握描绘小电珠伏安特性曲线的方法. 2.进一步巩固电表改装等相关知识. 3.会根据伏安特性曲线求解负载功率等相关问题. 探究一：电路设计和实验原理 例1、 有一个小电珠上标有“4V,2W” 的字样，现在要用伏安法描绘这个电 珠的I-U 图线，现有下列器材供选用： A. 电压