实验描绘小灯泡的伏安特性曲线公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第第6 6节试验：描绘小灯泡伏安特性曲线节试验：描绘小灯泡伏安特性曲线第第1页页第第1页页描描绘绘小灯泡伏安特性曲小灯泡伏安特性曲线线，并分析曲，并分析曲线线改改变规变规律律二、试验原理二、试验原理1.试验电试验电路路(如如图图所表示所表示)：电电流流表采用外接表采用外接(小灯泡小灯泡电电阻很小阻很小)，滑滑动变动变阻器采用分阻器采用分压压式式(使使电压电压能从零开始能从零开始连续连续改改变变)2.试试验验原原理理：用用电电压压表表和和电电流流表表能能够够分分别别测测出出多多组组小小灯灯泡泡电电压压和和电电流流值值，在在坐坐标标纸纸IU坐坐标标系系中中描描出出各各个个点点，用一条平滑曲用一条平滑曲线线将将这这些点些点连连接起来接起来一、实验目一、实验目第第2页页第第2页页学学生生电电源源(4(46 6 V V直直流流)，小小灯灯泡泡(“4 4 V V 0.7 0.7 A A”或或“3.8 3.8 V V 0.3 0.3 A A”)，电电流流表表(内内阻阻较较小小)，电电压压表表(内内阻阻很大很大)，滑，滑动变动变阻器，开关和阻器，开关和导线导线四、试验环节四、试验环节1.1.连连接接电电路路：拟拟定定电电流流表表、电电压压表表量量程程，按按试试验验电电路路图图连连好好电电路路(注注意意开开关关应应断断开开，滑滑动动变变阻阻器器与与灯灯泡泡并并联联部分部分电电阻阻为为零零)2.2.测测量量数数据据：闭闭合合开开关关S S，调调整整滑滑动动变变阻阻器器，使使电电流流表表、电电压压表表有有较较小小但但明明显显示示数数，统统计计一一组组电电压压U U和和电电流流I I值值三、试验器材三、试验器材第第3页页第第3页页3.重复重复测测量：用同量：用同样办样办法法测测量并量并统计统计12组组U值值和和I值值.次数次数123456789101112电压电压U/V电电流流I/A4.整理器材：断开开关整理器材：断开开关S，整理好器材，整理好器材5.描描绘绘曲曲线线：在在坐坐标标纸纸上上，以以U为为横横坐坐标标、I为为纵纵坐坐标标建建立立直直角角坐坐标标系系，并并依依据据表表中中数数据据描描点点，先先观观测测所所描描点点走走向，再用平滑曲向，再用平滑曲线连线连接各点得到接各点得到IU图线图线第第4页页第第4页页1.1.本本试试验验中中被被测测小小灯灯泡泡灯灯丝丝电电阻阻值值较较小小，因因此此测测量量电电路必路必须须采用采用电电流表外接法流表外接法2.2.本本试试验验要要作作出出I IU U图图线线，要要求求测测出出一一组组包包括括零零在在内内电电流流、电电压压值值，故故控控制制电电路路必必须须采采用用分分压压式式接接法法3.3.为为保保护护元元件件不不被被烧烧毁毁，开开关关闭闭合合前前变变阻阻器器滑滑片片应应位于位于图图中左端中左端4.4.加在小灯泡两端加在小灯泡两端电压电压不要超出其不要超出其额额定定电压电压5.5.连连图图线线时时曲曲线线要要平平滑滑，不不在在图图线线上上数数据据点点应应均均匀匀分布在分布在图线图线两两侧侧，绝对绝对不要出不要出现现折折线线五、注意事项五、注意事项第第5页页第第5页页1.1.由由于于电电压压表表不不是是抱抱负负电电表表，内内阻阻并并非非无无穷穷大大，对对电电路路影影响响会会带带来来误误差差，电电流流表表外外接接，则则电电流流表表示示数偏大数偏大2.2.测测量量时读时读数数带带来来误误差差3.3.在坐在坐标纸标纸上描点、作上描点、作图时带图时带来来误误差差六、误差分析六、误差分析第第6页页第第6页页例例1 在描绘小灯泡伏安特性曲线试验中，使用小灯泡标在描绘小灯泡伏安特性曲线试验中，使用小灯泡标有有“6 V，3 W”，其它供选取器材有：电压表，其它供选取器材有：电压表V1(015 V，内阻，内阻30 k)，电压表，电压表V2(06 V，内阻，内阻20 k)，电流，电流表表A1(03 A，内阻，内阻0.2)，电流表，电流表A2(00.6 A，内阻，内阻1)，滑动变阻器，滑动变阻器R1(01 000，0.5 A)，滑动变阻器，滑动变阻器R2(020，2 A)，学生电源，学生电源E(68 V)，电键，电键S和导线若和导线若干为使给出曲线尽也许准确干为使给出曲线尽也许准确在上述器材中，电压表应选在上述器材中，电压表应选_，电流表应选，电流表应选_，变阻器应选，变阻器应选_题型一：描绘小灯泡伏安特性曲线试验设计题型一：描绘小灯泡伏安特性曲线试验设计第第7页页第第7页页元贝驾考 元贝驾考科目一 科目四驾考宝典网 驾考宝典科目一 科目四第第8页页第第8页页【解析】要描绘小灯泡伏安特性曲线，电压必须从【解析】要描绘小灯泡伏安特性曲线，电压必须从0开始连续改变，因此要采取分压式电路，滑动变开始连续改变，因此要采取分压式电路，滑动变阻器选阻器选R2，操作方便一些，从小灯泡规格知，小，操作方便一些，从小灯泡规格知，小灯泡两端电压最大值灯泡两端电压最大值6 V，电流最大值，电流最大值0.5 A，为使，为使读数尽也许地准确，以减小误差，电压表选读数尽也许地准确，以减小误差，电压表选V2，电流表选电流表选A2.【答案答案】V2A2R2第第9页页第第9页页【办办法法与与知知识识感感悟悟】依依试试验验要要达达到到目目的的，判判断断滑滑动动变变阻阻器器是是作作限限流流用用还还是是作作分分压压用用，从从以以便便操操作作角角度，拟定选哪个滑动变阻器度，拟定选哪个滑动变阻器依依用用电电器器规规格格及及试试验验进进行行过过程程，从从“安安全全、准准确确”角度，拟定选哪个电流表、电压表角度，拟定选哪个电流表、电压表第第10页页第第10页页例例2 2 在在“描描绘绘小小灯灯泡泡伏伏安安特特性性曲曲线线”试试验验中中，某某同同窗窗测测得得电电流流电压电压数据下列表所表示：数据下列表所表示：电电流流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2电压电压U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46(1)用上表数据描用上表数据描绘电压绘电压随随电电流改流改变变曲曲线线；题型二：数据处理及试验结论题型二：数据处理及试验结论第第11页页第第11页页(2)为为了探究灯了探究灯丝电丝电阻与温度关系，已作出阻与温度关系，已作出电电阻随阻随电电流改流改变变曲曲线线如如图图所表示：所表示：请请指出灯指出灯丝丝特性，并解特性，并解释释形成原因形成原因第第12页页第第12页页【解析】【解析】(1)用表中数据描绘电压随电流改变曲线用表中数据描绘电压随电流改变曲线如图所表示：如图所表示：(2)电阻随电流增大存在三个区间，电阻改变快慢电阻随电流增大存在三个区间，电阻改变快慢不同第一区间电流很小时，电阻改变不大；第二区不同第一区间电流很小时，电阻改变不大；第二区间灯丝温度升高很快，电阻增大快；第三区间部分间灯丝温度升高很快，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，电阻增大也电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢变慢第第13页页第第13页页1某同窗利用某同窗利用图图甲所表示甲所表示电电路研究灯路研究灯泡泡L1(6 V,1.5 W)、L2(6 V,10 W)发发光情况光情况(假假设设灯泡灯泡电电阻恒定阻恒定)，图图乙乙为实为实物物图图(1)他他分分别别将将L1、L2接接入入图图甲甲中中虚虚线线框框位位置置，移移动动滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片，当当电电压压表表示示数数为为6 V时时，发发觉觉灯灯泡泡均均能能正正常常发发光光在在图图乙乙中中用用笔笔画画线线代代替替导导线线将将电电路路连连线线补补充充完完整整第第14页页第第14页页答案如答案如图图 第第15页页第第15页页(2)接接着着他他将将L1和和L2串串联联后后接接入入图图甲甲中中虚虚线线框框位位置置，移移动动滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片，当当电电压压表表示示数数为为6 V时时，发发觉觉其其中中一一个个灯灯泡泡亮亮而而另另一一个个灯灯泡泡不不亮亮，出出现现这这种种现现象象原原因因是是 (3)既有下列器材：既有下列器材：电电源源E(6 V，内阻不内阻不计计)，灯泡，灯泡L1(6 V,1.5 W)、L2(6 V,10 W)、L2(6 V,10 W)，单单刀双刀双掷掷开关开关S，在，在图图丙中丙中设计设计一一个机个机动车转动车转向灯控制向灯控制电电路：当路：当由于由于R2电电阻是阻是3.6，R1电电阻阻24，两者串两者串联联后，后，总电压总电压6 V，R2电压电压只有只有0.8 V，因此，因此R2不亮不亮(实际电实际电源源远远小于小于额额定定电压电压)第第16页页第第16页页单单刀刀双双掷掷开开关关S与与1相相接接时时，信信号号灯灯L1亮亮，右右转转向向灯灯L2亮亮而而左左转转向向灯灯L3不不亮亮；当当单单刀刀双双掷掷开开关关S与与2相相接接时时，信号灯信号灯L1亮，左亮，左转转向灯向灯L3亮而右亮而右转转向灯向灯L2不亮不亮【解析解析】(1)见答案图见答案图(2)由由于于R2电电阻阻是是3.6，R1电电阻阻24，两两者者串串联联后后，总总电电压压6 V，R2电电压压只只有有0.8 V，因因此此R2不不亮亮(实实际际电电源源远远小于额定电压小于额定电压)(3)第第17页页第第17页页2在在“描描绘绘小灯泡伏安特性曲小灯泡伏安特性曲线线”试验试验中，用中，用导线导线a、b、c、d、e、f、g和和h按按图图甲所表示方式甲所表示方式连连接好接好电电路，路，电电路中所有元器件都完好，且路中所有元器件都完好，且电压电压表和表和电电流表已流表已调调零零.闭闭合开关后：合开关后：第第18页页第第18页页(1)若无若无论论如何如何调调整滑整滑动变动变阻器，小灯泡亮度能阻器，小灯泡亮度能发发生生改改变变，但，但电压电压表、表、电电流表示数流表示数总总不能不能为为零，零，则则也也许许是是 导线导线断路断路.g(2)某同窗某同窗测测出出电电源和小灯泡源和小灯泡UI图线图线如如图图乙所表示，将小灯乙所表示，将小灯泡和泡和电电阻阻R串串联联后接到后接到电电源上，源上，要使要使电电路中路中电电流流为为1.0A，则则R .0.8第第19页页第第19页页*(3)某某同同窗窗在在试试验验中中还还测测出出a、b、c三三种种元元件件伏伏安安特特性性曲曲线线分分别别如如图图丙丙中中(a)、(b)、(c)所所表表示示，下下列列说说法正确是法正确是()Aa能能够够作作为为原原则电则电阻使用阻使用Bb能作能作为为原原则电则电阻使用阻使用Cb阻阻值值随随电压电压升高而增大升高而增大Dc阻阻值值随随电压电压升高而增大升高而增大AC第第20页页第第20页页第第21页页第第21页页*3.如如图图所表示是所表示是测测定小灯泡伏安特性定小灯泡伏安特性电电路路图图，电电源源电动势为电动势为E，内阻不，内阻不计计，两，两电电表可看做抱表可看做抱负电负电表，表，那么下列那么下列说说法中正确是法中正确是()ACA闭闭合合电键电键前滑前滑动变动变阻器滑片阻器滑片应应滑到最左端滑到最左端B该电该电路中滑路中滑动变动变阻器采用是限流式接法阻器采用是限流式接法C将滑将滑动变动变阻器滑片向右滑阻器滑片向右滑动时动时，小灯泡，小灯泡变变亮亮D将滑将滑动变动变阻器滑片向右滑运阻器滑片向右滑运时时，小灯泡，小灯泡变变暗暗第第22页页第第22页页1 1如如图图所所表表示示，电电流流表表示示数数是是 A A，电电压压表表示示数是数是 V.V.0.500.20【巩固基础巩固基础】第第23页页第第23页页2在在“描描绘绘小小灯灯泡泡伏伏安安特特性性曲曲线线”试试验验中中，现现除除了了有有一一个个标标有有“5 V，2.5 W”小灯泡、小灯泡、导线导线和开关外，尚有：和开关外，尚有：A直流直流电电源源(电动势约为电动势约为5 V，内阻可不，内阻可不计计)B直流直流电电流表流表(量程量程03 A，内阻，内阻约为约为0.1)C直流直流电电流表流表(量程量程0600 mA，内阻，内阻约为约为5)D直流直流电压电压表表(量程量程015 V，内阻，内阻约为约为15 k)E直流直流电压电压表表(量程量程05 V，内阻，内阻约为约为10 k)F滑滑动动变变阻阻器器(最最大大阻阻值值10，允允许许通通过过最最大大电电流流为为2 A)G滑滑动动变变阻阻器器(最最大大阻阻值值1 k，允允许许通通过过最最大大电电流流为为0.5 A)第第24页页第第24页页试试验验要要求求小小灯灯泡泡两两端端电电压压从从零零开开始始改改变变并并能能测测多多组组数据数据(1)试试验验中中电电流流表表应应选选取取_，电电压压表表应应选选取取_，滑滑动变动变阻器阻器应选应选取取 (均用序号字母表示均用序号字母表示)(2)请请按要求将按要求将图图中所表示器材中所表示器材连连成成试验电试验电路路CEF第第25页页第第25页页(3)某同学经过试验作出小灯泡某同学经过试验作出小灯泡伏安特征曲线以下图所表示现伏安特征曲线以下图所表示现把试验中使用小灯泡接到如右把试验中使用小灯泡接到如右图所表示电路中，其中电源电动势图所表示电路中，其中电源电动势E6 V，内阻，内阻r1，定值电阻，定值电阻R9，此时灯泡实际功率为，此时灯泡实际功率为 W(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)0.810.85第第26页页第第26页页*3.如如图图所表示，直所表示，直线线、分分别别是是电电源源1与与电电源源2路端路端电压电压随随输输出出电电流改流改变变特性特性图线图线，曲，曲线线是一个小灯泡伏安特性曲是一个小灯泡伏安特性曲线线，假假如如把把该该小小灯灯泡泡分分别别与与电电源源1、电电源源2单单独独连连接接，则则下列下列说说法正确是法正确是()A电电源源1与与电电源源2内阻之比是内阻之比是11 7B电电源源1与与电电源源2电动势电动势之比是之比是1 1C在在这这两种两种连连接状接状态态下，小灯泡下，小灯泡电电阻之比是阻之比是1 2D在在这这两两种种连连接接状状态态下下，小小灯灯泡泡消消耗耗功功率率之之比比是是1 2ABD第第27页页第第27页页【提升能力提升能力】4下下图为图为“测绘测绘小灯泡伏安特性曲小灯泡伏安特性曲线线”试验实试验实物物电电路路图图，已知小灯泡已知小灯泡额额定定电压为电压为2.5 V.(1)完完毕毕下列下列试验环节试验环节：闭闭合开关前，合开关前，调调整滑整滑动变动变阻器滑片，阻器滑片，；使它靠近滑使它靠近滑动变动变阻器左端接阻器左端接线线柱柱第第28页页第第28页页闭闭合开关后，逐步移合开关后，逐步移动变动变阻器滑片，阻器滑片，；断断开开开开关关，.依依据据试试验验数数据据在在方方格格纸纸上上作作出出小小灯泡灯灯泡灯丝丝伏安特性曲伏安特性曲线线(3)在虚在虚线线框中画出与框中画出与实实物物电电路相路相应电应电路路图图增增长长小灯泡两端小灯泡两端电压电压，统计电统计电流表和流表和电压电压表表多多组读组读数，直至数，直至电压电压达到达到额额定定电压电压第第29页页第第29页页5一个一个标标有有“3.8 V,0.3 A”字字样样小灯泡，其灯小灯泡，其灯丝电丝电阻会阻会随温度升高而改随温度升高而改变变，一探究性学，一探究性学习习小小组组在在试验试验室研究室研究这这一一问题问题，现试验现试验室室备备有下列有下列试验试验器材：器材：器材名称器材名称代号代号参数参数电电池池组组电压电压表表电压电压表表电电流表流表电电流表流表滑滑动变动变阻器阻器滑滑动变动变阻器阻器固定固定电电阻阻开关开关导线导线EV1V2A1A2R1R2R0SM电动势电动势9 V，内阻，内阻0.5 量程量程05 V，内阻，内阻2.0 k量程量程015 V，内阻，内阻3.0 k量程量程00.3 A，内阻，内阻2.0 量程量程06 A，内阻，内阻0.4 010，额额定定电电流流2 A0100，额额定定电电流流0.5 A5，额额定定电电流流5 A一个一个若干若干第第30页页第第30页页试验时要求测量范围尽也许大，且要求灯泡上电压试验时要求测量范围尽也许大，且要求灯泡上电压从从0开始调整，测量结果尽也许准确开始调整，测量结果尽也许准确(1)现在有图所表示现在有图所表示a、b、c、d四个电路，其中可四个电路，其中可选取电路有选取电路有 d图图(2)在在试验试验中，中，应应当当选选取取试验试验器材有器材有电压电压表表 ，电电流表流表 ，滑，滑动变动变阻器阻器 .(填器材名称代号填器材名称代号)V1A1R1第第31页页第第31页页(3)该该小小组组某同窗通某同窗通过试验过试验描描绘绘出小灯泡出小灯泡IU图线图线，如如图图所表示，所表示，试试依据依据图线图线中中给给出数据，求出小灯泡出数据，求出小灯泡在工作点在工作点A和和B电电阻阻值值分分别为别为 、.6.3 10 第第32页页第第32页页【解解析析】(1)要要求求灯灯泡泡上上电电压压从从0开开始始调调整整，因因此此滑滑动动变变阻阻器器要要用用分分压压式式接接法法，a、b图图错错误误，c图图中中滑滑动动变变阻阻器器上上串串联联保保护护电电阻阻，因因此此，灯灯泡泡上上电电压压也也不不能能从从0开开始始连连续调整，因此应选续调整，因此应选d图图(2)选选取取电电表表时时，电电表表量量程程要要稍稍不不小小于于被被测测元元件件最最大大值值，由由于于灯灯泡泡标标有有“3.8 V,0.3 A”，因因此此，电电压压表表选选择择V1；电电流流表表选选择择A1；滑滑动动变变阻阻器器为为分分压压式式接接法法，应应选选总总阻阻值较小滑动变阻器值较小滑动变阻器R1.(3)依依据据RU/I得得A点点电电阻阻为为6.3(结结果果为为5.96.5 都都对对)；B点电阻为点电阻为10.第第33页页第第33页页6发发光晶体二极管是用于光晶体二极管是用于电电器上做指器上做指示灯用一个示灯用一个电电子元件它子元件它电电路符路符号如号如图图甲所表示，正常使用甲所表示，正常使用时时，带带“”一端接高一端接高电势电势，带带“”一端接低一端接低电势电势某同窗用某同窗用试验办试验办法探究二极管法探究二极管伏安特性，伏安特性，现测现测得它两端得它两端电压电压U和通和通过过它它电电流流I数据如数据如表中所表示表中所表示.U/V00.40.81.21.62.02.42.62.83.0I/mA00.92.34.36.8 13.0 19.0 24.0 30.0 37.0图图甲甲(1)在在图图乙中虚乙中虚线线框内画出框内画出试验电试验电路路图图(除除电电源、开关、源、开关、滑滑动变动变阻器外，阻器外，试验试验用用电压电压表：内阻表：内阻RV约为约为10 k，电电流流表：内阻表：内阻RA约为约为100)第第34页页第第34页页图图乙乙(2)在在图图丙中小方格丙中小方格纸纸上用描点法画出二极管伏安特性上用描点法画出二极管伏安特性曲曲线线 图图丙丙第第35页页第第35页页(3)依据依据(2)中画出二极管伏安特性曲中画出二极管伏安特性曲线线，简简明明阐阐明明发发光二极管光二极管电电阻与其两端阻与其两端电压电压关系关系 发发光二极管光二极管电电阻随其两端阻随其两端电压电压增大而呈增大而呈现现非非线线性减小性减小【解析解析】(1)同时测定二极管上电流和电压时，由欧姆同时测定二极管上电流和电压时，由欧姆定律分析表格中每一组数据，能够看出发光二极管电定律分析表格中每一组数据，能够看出发光二极管电阻是改变，改变范围大约在阻是改变，改变范围大约在100500 之间，故电流之间，故电流表内阻对测量结果影响较大，利用电流表外接法误差表内阻对测量结果影响较大，利用电流表外接法误差较小而测量数据应从较小而测量数据应从0开始，滑动变阻器采用分压式开始，滑动变阻器采用分压式接法，才干得到足够多数据接法，才干得到足够多数据(2)将表格提供数据在方格纸上描点，平滑连接各点可将表格提供数据在方格纸上描点，平滑连接各点可画出画出UI图线图线第第36页页第第36页页7某学某学习习小小组组通通过试验过试验来研究来研究电电器元件器元件Z伏安特伏安特性曲性曲线线他他们们在在试验试验中中测测得得电电器元件器元件Z两端两端电压电压与与通通过过它它电电流数据下列表：流数据下列表：U/V0.000.200.501.001.502.002.50I/A0.000.100.200.300.360.380.40现备现备有下列器材有下列器材A低低压压直流直流电电源：源：电压电压6 V，内阻不，内阻不计计B电电流流表表：量量程程为为00.6 A3 A，0.6 A内内阻阻约约为为10，3 A内阻内阻约为约为2 C电电压压表表：量量程程为为03 V15 V，3 V内内阻阻约约为为7.2 k，15 V内阻内阻约为约为36 kD滑滑动变动变阻器：阻阻器：阻值为值为010，额额定定电电流流为为3 AE电键电键K，导线导线若干若干第第37页页第第37页页(1)按提供器材在实物图按提供器材在实物图(a)上连接正确试验电路，上连接正确试验电路，要求测量误差尽也许小要求测量误差尽也许小(2)利用利用这这些数据些数据绘绘出出电电器元件器元件Z伏安特性曲伏安特性曲线线如如图图(b)所表示，分析曲所表示，分析曲线阐线阐明通明通过电过电器元件器元件Z电电流随流随电压电压改改变变特点特点 _电电流随流随电压电压增大非增大非线线性增大性增大第第38页页第第38页页(3)若把若把电电器元件器元件Z接入如接入如图图(c)所表示所表示电电路路中中时时，通，通过过Z电电流流为为0.10 A，已知，已知A、B两端两端电压电压恒恒为为1.5 V，则则此此时时灯泡灯泡L功率功率为为 W.0.13第第39页页第第39页页(2)该试验该试验小小组组依据依据试验试验得到数据，描点得到数据，描点绘绘出了如出了如图图乙所表示乙所表示IU图图象由象由图图可知，当可知，当电压电压小于小于2.00 V时时，太阳能，太阳能电电池池电电阻阻 (填填“很大很大”或或“很小很小”)；当；当电压为电压为2.80 V时时，太阳能，太阳能电电池池电电阻阻约为约为 .很大很大1.0103(9651040)第第40页页第第40页页