第4讲试验六描绘小灯泡伏安特征曲线;第2页;1.电流表外接法:本试验中被测小灯泡灯丝电阻值较小,所以测量电路必须采取电流表外接法.
2.滑动变阻器应采取分压式连接
本试验要作出U-I图线,要求测出一组包含零在内电流、电压值,故控制电路必须采取分压接法.
3.保护元件安全:为保护元件不被烧毁,开关闭合前变阻器滑片应位于图中a端.加在小电珠两端电压不要超出其额定电压.
;1.因为电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路影响会带来误差,电流表外接,因为电压表分流,使测得电流值大于真实值.
2.测量时读数带来误差.
3.在坐标纸上描点、作图带来误差.
;【典例1】一试验小组准备探究某种元件Q伏安特征曲线,他们设计了如图7-4-1甲所表示电路图.请回答以下问题:
;(1)请将图乙中实物连线按电路图补充完整.
(2)考虑电表内阻影响,该元件电阻测量值________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.
(3)闭合开关S,电流表、电压表都有示数,但不论怎样移动变阻器滑片,总不能将电压表示数调为零.原因可能是图中________(填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”)处接触不良.
(4)试验测得表格中7组数据.请在图7-4-2中坐标纸上作出该元件I-U图线.
;序号;图7-4-2
;第9页;答案(1)如图所表示
;(2)小于(3)f(4)如图所表示
;实物连线标准
1.先串后并,接线到柱,注意量程和正负.
2.对限流电路,只需用笔画线代替导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可(注意电表正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处).
3.对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点电势高低,依据“伏安法”部分电表正负接线柱情况,将“伏安法”部分接入该两点间.
;第13页;A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)
(1)在下面所给虚线框中画出他们进行试验电路原理图,指出上述器材中,电流表选择________(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”).
;(2)在试验过程中,该同学将灯泡两端电压由零迟缓地增加,当电压到达1.23V时,发觉灯泡亮度很暗,当到达2.70V时,发觉灯泡已过亮,便马上断开开关,并将所测数据统计在下边表格中.
;请你依据试验数据在图7-4-3中作出灯泡U-I图线.;解析(1)依据P=I2R,估算灯泡电流大约是600mA,所以电流表应选A2;本试验要描绘出灯泡U-I图线,需要测量多组数据,所以滑动变阻器应接成份压式,所以应选阻值较小R1;小灯泡电阻不大,电流表应外接;
(2)如图所表示
;(3)由P=UI=0.75W,再结合图象可知U额=2.5V;大于1.23V原因是因为灯泡冷态电阻小于正常工作时电阻.
答案(1)电路原理图如图所表示A2R1
;电路设计及电表灵活选取
【典例2】已知一个标有“2.4V,0.06A”字样电学元件R-U特征如图7-4-4所表示.某同学想利用以下可供选择试验器材,设计一个电路验证该元件电阻R随电压U改变图象.
可供选择器材有:
电流表A1(量程100mA,内阻约2Ω);
电流表A2(量程0.3A,内阻约0.3Ω);
电压表V1(量程1V,内阻500Ω);
电压表V2(量程15V,内阻1kΩ);
定值电阻R1(电阻为1kΩ);
;(1)利用试验电路测量时,该同学为了提升准确度,测量了多组数据.他在试验中应选取电流表________,电压表________,定值电阻________(填所选器材符号).
(2)在方框内画出该同学试验电路图.
(3)在试验过程中,元件正常工作时电压表示数应为________V.
;答案(1)A1V1R1(2)如解析图所表示(3)0.8
;预测高考命题视角
以本试验为背景,经过改变试验条件、试验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥教材,表达开放性、探究性等特点.
视角1试验原理及试验方法迁移(如典例2)
视角2图象法处理数据及实物连线
视角3试验仪器选择及控制电路选择