必修二电学实验.doc

必修二电学实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 （一）目的： 1.描绘小灯泡的伏安特性曲线； 2.学习如何设计实验电路以及如何确定实验器材的规格。 （二）原理： 金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此，对一只灯泡来说，未正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍甚至几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。根据部分电路欧姆定律可得：，即在I－U坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。 （三）器材： 小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。 （四）步骤： 1．按图实11-1连接好电路，将开关置于断开状态，将滑动变阻器的滑动头置于输出电压为0的位置。 2．闭合开关，逐渐调节滑动头的位置，增大输出电压，记录电流表和电压表的多组示数，填写在表格中。并根据实验数据描绘出小灯泡的图像。 3．观察图线并进行分析。 4．整理器材。 （五）注意事项： 1．因本实验要作出图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器要采用分压接法。 2．电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的A点。 3．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。 4．加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大，如果灯丝由低温状态，直接超过额定电压使用，会由于灯丝瞬间电流过大而烧坏灯泡。 （六）例题： （2004年上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）： I ( A ) 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U (V ) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 ⑴在左下框中画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。 ⑵在右图中画出小灯泡的U–I曲线。 ⑶如果将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第⑵小题的方格图中） 【解析】⑴分压式接法（如下图实11-2甲所示）； ⑵如下图实11-2乙中曲线所示。 ⑶利用作图法做出电源的U-I图线，该图线与小灯泡的U–I曲线相交于一点，由此可得小灯泡工作电流为0.35A，工作电压为0.80V，实际功率为0.28W。 【备考提示】第⑴⑵两问较基础，而第⑶问则对实验数据的处理进行了拓展、延伸，对小灯泡的实际功率无计算公式，只能在小灯泡的伏安特性曲线上画出电池的U—I图线，然后找出两曲线的交点，从而确定此时灯泡的工作状态，得到实际工作功率。这考查了对小灯泡的伏安特性曲线的理解和实验数据处理的能力。同时也要深入理解图线交点与电路工作状态的对应关系。 测定金属的电阻率 实验目的 (1)练习使用螺旋测微器。 (2)用伏安法测电阻。 (3)测定金属的电阻率。 实验原理 (1)螺旋测微器的使用 螺旋测微器是测量长度的仪器之一，在实验中常用它来测量小球的直径、金属丝的直径、薄板的厚度等。用它测长度可以精确到0.01mm，还可以估读到0.001mm(即毫米的千分位)。因此螺旋测微器又称为千分尺。 如图所示为常用的一种，它的小砧A和固定刻度G固定在框架上，旋钮K、微凋旋钮K’，和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在G上。精密螺纹的螺距为o．5mm，即每旋转一周，P前进或后退0．5mm，可动刻度分成50等分，每一等分表示0.01mm，即可动刻度每转过一等分，P前进或后退0.01mm。因此从可动刻度旋转了多少个等分就可以知道长度变化了多少个0.01mm。 (2)伏安法测电阻 用电压表测出金属丝两端电压，用电流表测出通过金属丝的电流强度，由欧姆定律：R＝U／I就可求出电阻值，或者由测出的若干组电压、电流值用描点法画出电阻的伏安特性图线，由图线的斜率和电阻关系确定。 (3)测电阻率 用刻度尺测一段金属丝的长度l，用螺旋测微器测出导线的直径d．用伏安法测出导线电阻R，由电阻定律R＝ρl/s得：ρ=Rs/l=πd2R/4l。 实验器材 被测金属导线、米尺、螺旋测微器、电流表、电压表、学生电源、电键、滑动变阻器、导线若干。 实验步骤 1．用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。 2．