1、第2课时 实验:描绘小电珠的伏安特性曲线 实验基础实验探究典例研习实验基础 解读实验萃取精华 实验探究 探寻结论提升精度 一、数据处理 1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,并选取适当的单位.2.用描点法在坐标纸上标出各组U,I值的对应点位置.3.用平滑曲线将各点依次连接起来.4.分析小电珠伏安特性曲线的变化规律.二、误差分析 1.测量电路存在系统误差,未考虑电压表的分流,造成测得的I值比真实值大.2.描绘I-U图线时作图不准确造成的偶然误差.3.测量时读数不准确和在坐标纸上描点不准确引起的误差.三、注意事项 1.本实验中被测小电珠的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外 接法.2.本实验要
2、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阻值的最大位置处.4.加在灯泡两端的电压不要超过灯泡的额定电压.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,绝对不要画成折线.典例研习 通法悟道拓宽思路 类型一 实验仪器及电路的选择 【例1】为研究小灯泡的伏安特性曲线,选用额定值为“3.0 V,0.4 A”的小灯泡,实验中除已有仪器:电流表、电压表、开关、导线若干外;还需要 、.(1)根据所学的知识,通过查资料、与同学讨论思考后回答下列问题:实验中用两电表测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流
3、时,电流表采用什么接法才能使测得的灯泡的电阻误差较小?.解析:还需要的仪器有:学生低压直流电源和滑动变阻器.(1)为了在测量小灯泡电阻时减小误差,电流表应采用外接法.思路探究(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,电流表及滑动变阻器应采用哪种接法?为什么?答案:因小灯泡的电阻较小,故采用电流表外接法.为了使小灯泡两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压式接法.(2)连接实物图有哪些要求?答案:首先对原理图认真分析;一般先连接电池组,再从正极出发连接电器元件,遇到并联时应分支路连线,在连图时连线不能出现交叉.(2)为使加在小灯泡两端的电压从零开始,能在较大的范围内调节,滑动变阻器的接法是 .在
4、虚线框内画出相关的电路图.解析:(2)为使加在小灯泡两端的电压从零开始,能在较大的范围内调节,滑动变阻器应采用分压式接法,电路图如图所示.(3)请根据你画的电路图,把图中的实验器材连成符合要求的实验电路.解析:(3)依据电路图连接实物图如图所示.(4)为使读数误差尽可能小,电压表的量程应选用 挡,电流表的量程应选用 挡,为保证实验安全,测量范围不能超过 V和 A,开始做实验闭合开关前,应把P移到 端.解析:(4)为使读数误差尽可能小,电压表的量程应选用03 V挡,电流表的量程应选用00.6 A挡,为保证实验安全,测量范围不能超过3 V和0.4 A,开始做实验闭合开关前,应把P移到C端(若实物图
5、中连接方式不同,P不一定要移到C端).答案:见解析 规律方法 测绘小灯泡的伏安特性曲线问题三点注意(1)根据题目要求明确变阻器采用分压接法还是限流接法,测量电路采用电流表外接法还是内接法.(2)选择电表量程时,在不超过电表量程的前提下,指针尽量偏转 13至 23量程之间.(3)电流表、电压表连线时,注意电流从正接线柱进入,从负接线柱流出.类型二 伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用 【例2】发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件.它的电路符号如图(甲)所示,正常使用时,带“+”的一端接高电势,带“-”的一端接低电势.某同学用实验方法探究二极管的伏安特性,现测得它两端的电压U和通过它的电
6、流I的数据如表所示.U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 U/V 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 I/mA 13.0 19.0 24.0 30.0 37.0 思路探究在元件的伏安特性曲线中若图像向上弯曲,则元件的电阻值是如何变化的?答案:图像向上弯曲,电流的增加量大于电压的增加量,阻值变小.(1)在图(乙)的虚线框内画出实验电路图.(除电源、开关、滑动变阻器外,实验用电压表:内阻 RV约为 10 k,电流表:内阻 RA约为 100 )解析:(1)同时测定二极管上的电流和电压时,由欧姆定律分析表格中的每一组数据,可以看出发光二极管的电阻
7、是变化的,变化的范围大约在100500 之间,故电流表的内阻对测量结果影响较大,利用电流表外接法误差较小.测量数据应从0开始,滑动变阻器采用分压式接法,才能得到足够多的数据.实验电路图如图所示.解析:(2)将表格提供的数据在图中描点,平滑连接各点可画出I-U图线.伏安特性曲线如图所示.(3)发光二极管的电阻随其两端电压的增大而呈现非线性减小.(2)在图(丙)中用描点法画出二极管的伏安特性曲线.(3)根据(2)中画出的二极管的伏安特性曲线,简要说明发光二极管的电阻与其两端电压的关系 .答案:见解析 规律方法 伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用(1)在描绘伏安特性曲线时应连成平滑的曲线,而不能是折线.如果这些点大致在一条直线上,则应描成一条直线,让不在直线上的点均匀分布在直线两侧.(2)从I-U图线判断元件的电阻变化,进而判断材料性质.点击进入课时训练
