测小灯泡伏安特性曲线市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布注意事项注意事项4实验目、实验原理1试验仪器、试验步骤试验仪器、试验步骤2试验结论试验结论3误差分析误差分析56分组分组分组分组描绘小灯泡伏安特征曲线描绘小灯泡伏安特征曲线试验试验试验试验第1页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布实实目目验验 1 1了解小灯泡伏安特征了解小灯泡伏安特征 2 2练习分压电路连接练习分压电路连接第2页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布实实原原验验理理 在在纯纯电电阻阻电电路路中中，电电阻阻两两端端电电压压与与经经过过电电阻阻电电流流是是线线性性关关系系，但但在在实实际际电电路路中中，因因为为各各种种原原因因影影响响，IU图图象象不不再再是是一一条条直直线线读读出出若若干干组组小小电电珠珠两两端端电电压压U和和电电流流I，然然后后在在坐坐标标纸纸上上以以U为为纵纵轴轴，以以I为为横横轴轴就就画画出出IU曲线曲线第3页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布实实仪仪验验器器第4页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布实实步步验验骤骤1 1 如图如图6464所表示，连接试验电路。所表示，连接试验电路。注意滑动变阻器滑动端注意滑动变阻器滑动端P P开始时位置。开始时位置。第5页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布 0.6 3A153V1.按回路连接按回路连接2.连线不能交叉，不能经过用电器连线不能交叉，不能经过用电器3.不能涂改不能涂改第6页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布实实步步验验骤骤2 2 从从0V0V开始，调整滑动变阻器，逐步增开始，调整滑动变阻器，逐步增大加在小灯泡两端电压，每隔大加在小灯泡两端电压，每隔O.5V(O.5V(或或0.3V)0.3V)，取一组数据并将电压、电流数据记，取一组数据并将电压、电流数据记人表格中。注意小灯泡额定电压和额定电人表格中。注意小灯泡额定电压和额定电流值。流值。试验次数12345678 U(V)01.0 1.5 2.02.53.0 3.4 3.8 I(A)第7页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布实实步步验验骤骤3 3 依据表格中数据，在依据表格中数据，在IUIU坐标系坐标系(如图如图65)65)中，画出小灯泡伏安特征中，画出小灯泡伏安特征曲线。曲线。第8页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布1.图形要尽可能占满坐标纸，连图线时图形要尽可能占满坐标纸，连图线时 曲线要平滑，一定不要画成折线曲线要平滑，一定不要画成折线2.电阻是该点与原点连线斜率电阻是该点与原点连线斜率第9页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布实实步步验验骤骤试验试验结论结论小灯泡电阻率随温度升高而增大小灯泡电阻率随温度升高而增大第10页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布注注事事意意项项变阻器要采取分压接法变阻器要采取分压接法；电流表外接法电流表外接法；电键闭合前变阻器滑片移到图中电键闭合前变阻器滑片移到图中A端；端；画出图线占满坐标纸，连线一定用平画出图线占满坐标纸，连线一定用平 滑曲线，不能画成折线；滑曲线，不能画成折线；UI图线中，图线中，电阻是某点与原点连线斜率。电阻是某点与原点连线斜率。第11页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布7、误差起源：、误差起源：测得测得测得测得I I I I值比真实值偏大；值比真实值偏大；值比真实值偏大；值比真实值偏大；描绘描绘描绘描绘IUIUIUIU线时作图不准确造成偶然误差。线时作图不准确造成偶然误差。线时作图不准确造成偶然误差。线时作图不准确造成偶然误差。第12页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布 例例1一个小灯泡额定电压为一个小灯泡额定电压为6.3V，额定电，额定电 流流 约为约为 0.3A，用以下所给试验器材描绘出小灯泡，用以下所给试验器材描绘出小灯泡 伏安特征曲线，实伏安特征曲线，实 验电路图所表示。验电路图所表示。电源电源E1：电动势为：电动势为8.0V，内阻不计；，内阻不计；电源电源E2：电动势为：电动势为12.0V，内阻不计；，内阻不计；电压表电压表V：量程为：量程为010V，内阻约为，内阻约为10k 电流表电流表A1：量程为：量程为03A，内阻约为，内阻约为0.1;电流表电流表A2：量程为：量程为0300mA，内阻约为，内阻约为1；滑动变阻器滑动变阻器R：最大阻值：最大阻值10，额定电流，额定电流1.0A；第13页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布 开关开关S，导线若干。，导线若干。依照试验电路图将图中实物图连接成试验电路依照试验电路图将图中实物图连接成试验电路 试验中电源应该选取试验中电源应该选取 ；电流表应该选取；电流表应该选取 试验测出数据以下表所表示，依照这些数据在图所表示试验测出数据以下表所表示，依照这些数据在图所表示坐标纸中描绘出该小灯泡伏安特征曲线。坐标纸中描绘出该小灯泡伏安特征曲线。U/V 00.5 0.8 1.0 1.21.5 2.0 I/A00.05 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 U/V 2.5 3.0 4.05.06.0 6.3I/A0.18 0.20 0.23 0.25 0.27 0.27 第14页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布第15页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布解：解：试验原理和实和连线如图所表示。试验原理和实和连线如图所表示。小灯泡额定电压为小灯泡额定电压为63V,故电源用故电源用E1、小灯泡、小灯泡额定电流为额定电流为03A，故电流表用，故电流表用A2 IU曲线如图所表示。曲线如图所表示。第16页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布一同学在试验中还测出一同学在试验中还测出a,b,c,三种元件伏安特征元件特征三种元件伏安特征元件特征曲线分别以下列图所表示中（曲线分别以下列图所表示中（a）（）（b）（）（c），以下），以下说法中正确是（说法中正确是（）abcA a能够作为标准电阻使用能够作为标准电阻使用B b能作为标准电阻使用能作为标准电阻使用C b阻值随电压升高而增大阻值随电压升高而增大D c阻值随电压升高而增大阻值随电压升高而增大AC第17页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布 例例2（04上海）、小灯泡灯丝电阻会随温度升高而变大上海）、小灯泡灯丝电阻会随温度升高而变大.某某同学为研究这一现象，用试验得到以下数据（同学为研究这一现象，用试验得到以下数据（I和和U分别分别表示小灯泡上电流和电压）：表示小灯泡上电流和电压）：I/A0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50U/V0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00（1）在左下框中画出试验电路图）在左下框中画出试验电路图.可用器材有：电压表、可用器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（改变范围电流表、滑线变阻器（改变范围010电源、小灯泡、电电源、小灯泡、电键、导线若干键、导线若干.（2）在右图中画出小煤泡）在右图中画出小煤泡UI曲线曲线.（3）假如某一电池电动势是）假如某一电池电动势是1.5V,内阻是内阻是2.0.问问:将本题中将本题中灯泡接在该电池两端灯泡接在该电池两端,小灯泡实际功率是多少小灯泡实际功率是多少?（简明写出求（简明写出求解过程解过程;若需作图若需作图,可直接画在第（可直接画在第（2）小题方格图中）小题方格图中）第18页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布解：（解：（1）见下列图）见下列图;（2）见下列图）见下列图（3）作出）作出U=EIr图线，可得小灯泡工作电流为图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为安，工作电压为0.80伏，所以小灯泡实际功率伏，所以小灯泡实际功率为为0.28瓦瓦第19页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布 例例2UI图线及及U=EIr图线第20页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布1、某同学选取一只标有、某同学选取一只标有“3.8V 0.3A”小灯泡，用电流表和电压表小灯泡，用电流表和电压表测量它在不一样电压下电流，从而测量它在不一样电压下电流，从而计算出它在不一样电压下实际电阻计算出它在不一样电压下实际电阻值。依据试验数据画出值。依据试验数据画出I-U图象如图象如右右.从图象看出从图象看出,电压越高，电压越高，对应实际电阻值越对应实际电阻值越_，这说明灯丝材料电阻率随温，这说明灯丝材料电阻率随温度升高而度升高而_。若试验室提供器材是：电动势若试验室提供器材是：电动势为为6V，内阻很小铅蓄电池；量程，内阻很小铅蓄电池；量程0-0.6-3A直流电流表；直流电流表；量程量程0-3-15V直流电压表；最大阻值直流电压表；最大阻值10滑动变阻器；滑动变阻器；一只电键和若干导线。一只电键和若干导线。请画出正确试验电路图；请画出正确试验电路图；并标出开始试验时所用电表量程和滑动变阻器滑动并标出开始试验时所用电表量程和滑动变阻器滑动触头位置。触头位置。第21页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布解：解：曲线上每一点和原点连线斜率倒数表示该时曲线上每一点和原点连线斜率倒数表示该时刻对应灯丝电阻。由图象可知伴随电压升高灯丝刻对应灯丝电阻。由图象可知伴随电压升高灯丝电阻增大。这说明灯丝材料电阻率随温度升高而电阻增大。这说明灯丝材料电阻率随温度升高而增大。增大。正常工作时灯丝电阻才十几个欧姆，电压低时电正常工作时灯丝电阻才十几个欧姆，电压低时电阻更小，所以应作为小电阻处理，测量部分应该阻更小，所以应作为小电阻处理，测量部分应该用外接法。灯丝两端电压要求从零开始逐步增大，用外接法。灯丝两端电压要求从零开始逐步增大，所以供电部分必须采取分压电路。开始时电流表所以供电部分必须采取分压电路。开始时电流表量程应选取量程应选取0.6A，电压表量程应选取，电压表量程应选取3V（快要超（快要超出出3V时再改用时再改用15V量程），滑动变阻器滑动触头量程），滑动变阻器滑动触头位置应使灯丝两端分到电压为零。电路略。位置应使灯丝两端分到电压为零。电路略。第22页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布2、为了研究、为了研究“3.8V,0.3A”小灯泡电阻随电流改变规律，某小灯泡电阻随电流改变规律，某同学测量小灯泡两端电压和经过小灯泡电流关系同学测量小灯泡两端电压和经过小灯泡电流关系.试验室能够试验室能够提供器材以下：提供器材以下：直流电源直流电源E（电动势约（电动势约4V，内阻可不计）；，内阻可不计）；电流表电流表A（量程为（量程为00.6A，内阻约，内阻约0.5）；）；电压表电压表V（量程为（量程为05V，内阻约，内阻约20k）；）；滑动变阻器滑动变阻器R1（阻值（阻值010，额定电流，额定电流2A）；）；滑动变阻器滑动变阻器R2（阻值（阻值0200，额定电流，额定电流1.5A）电键电键S及导线若干。及导线若干。试验测得数据统计在下表中：试验测得数据统计在下表中：U/V0 0.30 1.001.702.403.103.80I/A00.074 0.210 0.210 0.250 0.2840.300第23页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布（1）请在坐标纸）请在坐标纸上画出小灯泡上画出小灯泡UI图线。图线。（2）应选择滑动）应选择滑动变阻器为（填写变阻器为（填写仪器符号）：仪器符号）：。（3）依据以上条件在虚线框中画出符合要求试验电）依据以上条件在虚线框中画出符合要求试验电路图，并在图中标出器材符号。路图，并在图中标出器材符号。（4）试求：电压为）试求：电压为1.50V和和2.80V时小灯泡电阻值并说时小灯泡电阻值并说明它们大小不一样原因。（结果保留明它们大小不一样原因。（结果保留2位有效数字。）位有效数字。）第24页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布第25页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布解答：（解答：（1）如图）如图a：（坐标选取适当；描点正确；：（坐标选取适当；描点正确；将各点连成光滑曲线）将各点连成光滑曲线）（2）R1（3）如图）如图b：（分压电路；电流表外接）：（分压电路；电流表外接）（4）由图可知：）由图可知：U1=1.50V时，时，I1=0.200A；U2=2.80V时，时，I2=0.275A，得：得：RL1=U1/I1=7.5.RL2=U2/I2=10 因为小灯泡两端电压升高时，灯丝温度升高，造成灯因为小灯泡两端电压升高时，灯丝温度升高，造成灯丝电阻变大。所以有：丝电阻变大。所以有：RL2RL1 第26页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布3、电源输出功率、电源输出功率P跟外电路电阻跟外电路电阻R相关相关.图图222是研究它是研究它们关系试验电路们关系试验电路.为了便于进行试验和保护蓄电池为了便于进行试验和保护蓄电池E，给蓄电池串联了一个定值电阻给蓄电池串联了一个定值电阻R0,把它们一起看作电源把它们一起看作电源（图中虚线框内部分）（图中虚线框内部分）,电源内电阻就是蓄电池内电阻电源内电阻就是蓄电池内电阻和定值电阻和定值电阻R0之和之和.在图在图1中给出了试验所用器材中给出了试验所用器材,请按请按照图照图2电路将仪器连接成试验电路电路将仪器连接成试验电路.（电压表选（电压表选3V量程量程,电流表选电流表选0.6A量程）量程）.某同学在试验时测出了某同学在试验时测出了9组电流、电压值。依据组电流、电压值。依据U/I算算出了对应外电阻出了对应外电阻R0。依据。依据UI算出了对应算出了对应输出输出功率功率P。在图在图3直角坐标系中描出了对应直角坐标系中描出了对应9个点。请你在个点。请你在图中画出图中画出PR关系图线。依据图线能够得出电关系图线。依据图线能够得出电源输出功率最大值源输出功率最大值Pm=，对应外电阻，对应外电阻R=。第27页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布第28页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布第29页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布解解:（1）1.5560.002（2）实物连线）实物连线;从从9组数据中可得最大组数据中可得最大电压为电压为U=3.0V，所以电压表，所以电压表量程选量程选0 3V 用用I=检验，电流不超出检验，电流不超出0.60A，所以，电流表，所以，电流表量程选量程选00.6A。描描PR关系图线得出关系图线得出Pm=（0.8000.005）W，没有单，没有单位不给分。得出位不给分。得出R=（5.00.4），没有单位不给分。，没有单位不给分。第30页无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布4、如右图所表示，是某二分、如右图所表示，是某二分之一导体器件之一导体器件U-I图。图。从图中可看出，当电流超从图中可看出，当电流超出某一数值后，其电阻快速出某一数值后，其电阻快速_(填增大或减小填增大或减小)。将该器件与标有将该器件与标有“8V,16W”用电器串联后，用电器串联后，接入电动势为接入电动势为10V直流电源直流电源 两端，用电器恰能正常工作。则此时该半导体器件两端两端，用电器恰能正常工作。则此时该半导体器件两端电压是电压是_V,该直流电源内阻是该直流电源内阻是_。当用电器在使用时，不小心发生了短路。此时流过直当用电器在使用时，不小心发生了短路。此时流过直流电源电流是流电源电流是_A。解：解：增大增大;1;0.5;约约3.4第31页