实验11描绘小灯泡的伏安特性曲线..doc

实验【实验播放】 1、实验目的： (1)2、实验原理： 3、实验器材 4、实验步骤 (1) 5、数据处理 6、注意事项 (1)7、误差分析 【试题解析】 例1 (2)画出实验电路图，要求电压从0V开始测量． 解析 (1)电压表的量程应大于小灯泡的额定电压6 V，故电压表选B．小灯泡的额定电流0.1A，故电流表选C．由题目要求可知变阻器用分压式(要求电压从0V开始测量)，故选电阻较小的E． (2)小灯泡的电阻R==60Ω，故电流表应用外接法，变阻器接成分压式，电路如图2所示。 例2 某同学在做测定小灯泡的功率实验中得到如下一组U和I的数据： 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 灯泡发光情况 不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光 (1)在图3中画出I—U图线． (2)在图线上可以看出，当功率增大时灯丝电阻的变化情况是 。 (3)这表明导体的电阻随温度升高而 。 解析 (1)根据I、U数据，在坐标纸上找出对应的点，用平滑曲线连接；即得到I—U图线，如图4所示． (2)在I—U图线中，任一点与原点连线的斜率倒数即为这一状态的电阻值，即R=，从图线上看出开始灯丝的电阻不变(直线)；后来图线变成曲线且斜率越来越小，即电阻越来越大．故后来灯丝的电阻随功率增加而变大． (3)当I、U变化时灯丝的功率增大，温度也升高，电阻增大，所以本实验可以说明：灯丝的电阻随温度的升高而增大． 例3使用如图5所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线．已知小灯泡上标有“6V，3W”字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组，测动变阻器的规格是“5Ω，2A”．要求： (1)把图中实物连成实验电路； (2)图6的4个图象中哪个可能是正确的?简单说明理由． 答： 。 解析 变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，可以有限流与分压两种接法，根据题意，由欧姆定律易得灯泡电阻约为12Ω。若采用限流，即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值可达4V左右，其电压调节范围约在4~6V，显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线．而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为0~6V，便于选取数据作相应图线，至于电压表与电流表采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实验学生用表的电阻为10Ω左右时，内、外接表误差差别不大，本题不作要求，连线时应注意量程选择与表“+”“-”接线柱接法，接线如图7． 图6中所绘图线，由横、纵坐标可知为P—U2图线，小灯泡在点亮时灯丝温度可高达上千摄氏度．随电压升高，灯丝温度升高，相应电阻率增大，电阻增大，与相应电阻不变时的功率相比要减少，或者说由P==·U2知，该图线斜率为，随U增大，R增大，斜率减小，因此D图可能正确，而B图是R不变时的图线． 【实验拓展】 1．例4 图8为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I—U关系曲线图． (1)为了通过测量得到图8所示I—U关系的完整曲线，在图9(a)和(b)两个电路中应选择的是图 ；简要说明理由： 。(电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0～100Ω． (2)图9(c)电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω．由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为 V；电阻R2的阻值为 Ω． (3)举出一个可以应用热敏电阻的例子： 。 解析 (1)为了获得更多的实验数据，应采用图9(a)的分压式电路．电压可从0V调到所需电压，调节范围较大． (2)流过R1的电流I1==mA=36mA，流过R2及热敏电阻的电流I 2= I -I1=34mA，从I—U曲线图上可读出对应此时的热敏电阻的电压Ux=5.2V，则R2=≈111.8Ω． (3)热敏电阻有很多用途，如热敏温度计、温控开关等． 2．压敏电阻的应用 例5 有一种电阻叫做“压敏电阻”，它是以氧化锌为主要材料，掺人少量的氧化铋、氧化锑、氧化钴等经烧结制成，其伏安特性图线如图10所示，它经常被用作家用电器的保护电路，图11是某影碟机(VCD)的电源电路的一部分，