亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        把握原理 培養(yǎng)能力 提高素養(yǎng)
        ——“描繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的探討

        2014-08-28 01:29:26
        物理之友 2014年4期
        關(guān)鍵詞:變阻器伏安燈泡

        (南京市中華中學(xué),江蘇 南京 210019)

        實(shí)驗(yàn)在高中物理中的重要性毋庸置疑,自然也是高考中的一個重點(diǎn)和難點(diǎn),因而師生對實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)是高度重視,但復(fù)習(xí)效果往往不盡如人意.筆者認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中教師首先要喚醒學(xué)生,明白“做什么”和“怎么做”,就是知曉實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容和操作;其次要引領(lǐng)學(xué)生解決“為什么這么做”、“還能怎樣做”,就是要理清實(shí)驗(yàn)原理,并能對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展、遷移;最后還要探索“還可以做什么”,就是應(yīng)用該實(shí)驗(yàn)開展創(chuàng)新設(shè)計(jì),解決一些實(shí)際問題,以提高實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的效果,進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng).本文以“描繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)為例做一探討.

        1 注重原理,明晰是非

        “描繪小燈泡伏安特性曲線”是一個重要的探究性實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過測量電路和控制電路的選擇、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集、伏安特性曲線描繪,發(fā)現(xiàn)小燈泡的非線性特征,并分析其主要原因.學(xué)生對整個過程比較熟悉,但進(jìn)入實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)后,學(xué)生有了進(jìn)一步的思考,就出現(xiàn)了許多似是而非的問題,需要我們從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)深入探究,以明晰是非.

        (1)對于“3.8V 0.3A”的小燈泡,測量時如何選擇電壓表、電流表的量程?

        對于“3.8V 0.3A”的小燈泡,電流表選用0—0.6A擋比較簡單,而電壓表是選擇0—3V還是0—15V擋比較為難.實(shí)驗(yàn)研究表明,小燈泡在電壓為0—3V范圍內(nèi)變化時,足能反映出小燈泡燈絲電阻的非線性特性.在0—0.1V時基本呈線性,在0.1—0.4V時非線性最明顯,在0.4—3.8V時又近似呈線性.據(jù)此,電壓表量程應(yīng)選用0—3V擋,若選用0—15V擋,即使小燈泡電壓加到3.8V,電壓表的指針偏轉(zhuǎn)也達(dá)不到滿偏的1/3,實(shí)驗(yàn)讀數(shù)的精確性就不夠了.

        圖1

        (2)若已知電壓表、電流表中某一電表的內(nèi)阻,如何精確測量小燈泡的電阻?

        圖2

        (3)分壓電路中滑動變阻器如何選擇?

        圖3

        本實(shí)驗(yàn)中要求加在小燈泡上的電壓從0開始增大,所以滑動變阻器要采用分壓接法,如圖3所示,當(dāng)滑片處于c處時,負(fù)載Rx上的電壓Ux與Rac及滑動變阻器電阻R的關(guān)系為

        圖4

        當(dāng)Rx?R時,Ux隨Rac的變化情況大致如圖線Ⅲ所示,負(fù)載Rx上的電壓Ux隨Rac的增大,開始緩慢增大,后急劇上升,調(diào)節(jié)起來較為困難.因此,滑動變阻器應(yīng)選擇阻值適當(dāng)較小且額定電流較大的一種,其Ux隨Rac的變化情況如圖中曲線Ⅱ部分,這樣描繪出的伏安特性曲線較為理想.

        (4)如何調(diào)節(jié)滑動變阻器,才能使描繪出來的曲線更準(zhǔn)確?

        圖5是實(shí)驗(yàn)測量描繪的小燈泡伏安特性曲線,曲線表明:小燈泡在0.1V范圍內(nèi),伏安特性近似線性;在0.1—0.4V范圍內(nèi),伏安特性表現(xiàn)為非線性;在0.4—3V范圍內(nèi),伏安特性又近似為線性.所以在實(shí)驗(yàn)時,在0—0.1V范圍內(nèi)要測量兩組數(shù)據(jù),在0.1—0.4V范圍內(nèi)至少要測量3組數(shù)據(jù),在0.4以上,可測量3組數(shù)據(jù).這8組數(shù)據(jù)不應(yīng)8等分,前面電壓間隔要很小,0.4V以后,電壓間隔可以大些.另外,考慮到小燈泡電阻受燈絲溫度的影響,電壓要從小到大調(diào)節(jié).

        圖5

        (5)小燈泡的伏安特性曲線是I-U圖線還是U-I圖線?

        在坐標(biāo)紙上畫伏安特性曲線時,一般采用I-U圖線,而不是U-I圖線,主要是該實(shí)驗(yàn)中,加在小燈泡兩端的電壓U是自變量,而通過燈絲的電流I是應(yīng)變量.但在很多題目中是用U-I圖線來描述小燈泡的電流與電壓之間的關(guān)系,只要認(rèn)清圖線描述的變化規(guī)律就行.

        (6)控制電路一定要采用分壓電路嗎?

        實(shí)驗(yàn)中對控制電路選用的是分壓電路,是不是就不能用限流電路呢?我們不妨來試一下,選用“3.8V 0.3A”的小燈泡,可用大阻值的滑動變阻器或電阻箱與之串聯(lián)后,調(diào)節(jié)阻值,可以采集到描繪小燈泡伏安特性曲線所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)(包括0—0.1V范圍內(nèi)讀取兩組數(shù)據(jù)),電阻的阻值從較大處開始移動,小燈泡兩端電壓先是緩慢增加,后較快增加,這一變化規(guī)律正符合本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的需要:先密后疏.在采用限流電路時能測得除“0V,0A”以外的所有數(shù)據(jù),考慮到小燈泡兩端不加電壓時,流過的電流顯然為零,即這組數(shù)據(jù)是不測自得的.可見,本實(shí)驗(yàn)滑動變阻器采用限流電路也是可行的,但選用分壓電路更簡單些.

        2 針對訓(xùn)練,提高能力

        復(fù)習(xí)中要把考綱對該實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行分解,結(jié)合相關(guān)例題進(jìn)行針對訓(xùn)練,切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、遷移能力和創(chuàng)新能力,促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的提升.

        (1)實(shí)驗(yàn)原理與操作

        要掌握本實(shí)驗(yàn)的基本原理、基本技能,并能正確地用來解決一些實(shí)驗(yàn)中的問題,如實(shí)物連線圖、電路圖,正確地進(jìn)行器材選擇,會分析伏安特性曲線等.

        例1 某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器,需要選用一電器元件.圖6為該電器元件的伏安特性曲線,有同學(xué)對其提出質(zhì)疑,需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:

        圖6

        器材(代號)規(guī)格電流表(A1)電流表(A2)電壓表(V1)電壓表(V2)滑動變阻器(R1)滑動變阻器(R2)直流電源(E)開關(guān)(S)導(dǎo)線若干量程0~50mA,內(nèi)阻約為50Ω量程0~200mA,內(nèi)阻約為10Ω量程0~3V,內(nèi)阻約為3kΩ量程0~15V,內(nèi)阻約為15kΩ阻值范圍0~15Ω,允許最大電流1A阻值范圍0~1kΩ,允許最大電流100mA輸出電壓6V,內(nèi)阻不計(jì)

        ①為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度,電流表應(yīng)選用;電壓表應(yīng)選用;滑動變阻器應(yīng)選用.(以上均填器材代號)

        ②為達(dá)到上述目的,請畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖,并標(biāo)明所用器材的代號.

        ③若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合,請說明該伏安特性曲線與小燈泡的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)?

        解析:①由圖6可知,電流的變化范圍在120mA左右,而電壓值在3V以內(nèi),所以選擇200mA的電流表A2和3V的電壓表V1.由于繪制圖象的需要,要求電壓從0~3V之間調(diào)整,所以滑動變阻器采用分壓電路,所以滑動變阻器選擇一個最大電流較大阻值小的R1.

        圖7

        ③相同點(diǎn):通過該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過小燈泡的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系.

        不同點(diǎn):該元件的電阻值隨電壓的升高而減小,而小燈泡的電阻值隨電壓的升高而增大.

        (2)數(shù)據(jù)處理與分析

        在數(shù)據(jù)處理與分析方面要求學(xué)生能對實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)、連線,對伏安特性曲線進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)規(guī)律.

        例2 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)測得電流-電壓的數(shù)據(jù)如下表所示:

        電流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2電壓U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46

        ①用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線;

        ②為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系,已作出電阻隨電流的變化曲線如圖8所示,請指出圖線的特征,并解釋形成的原因.

        圖8

        圖9

        解析:①小燈泡的電壓隨電流的變化曲線見圖9.

        ②電阻隨電流變化存在三個區(qū)間,電阻隨電流的變化快慢不同.第一區(qū)間電流很小時,電阻變化不大;第二區(qū)間燈絲溫度升高快,電阻增大快;第三區(qū)間由于部分電能轉(zhuǎn)化為光能,燈絲溫度升高變慢,電阻增大也變慢.

        (3)伏安特性曲線的應(yīng)用

        要能應(yīng)用伏安特性曲線分析處理一些實(shí)際問題,比如,分析電阻變化的情況下物理量之間的變化關(guān)系,求小燈泡實(shí)際消耗的電功率等.

        圖10

        例3 在“描繪小燈炮的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出了小燈泡的伏安特性曲線如圖10.根據(jù)此圖給出的信息,可以判斷出下圖中正確的是(圖中P為小燈泡功率)( ).

        例4 由實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖11中b線.將該小燈泡與一干電池組成閉合回路,該電池兩極間的電壓隨電路中電流的變化關(guān)系圖線如圖中a線所示,則小燈泡與電池連接后的實(shí)際功率為__________W;若再將一阻值為0.75Ω的電阻串聯(lián)在電路中,則小燈泡的實(shí)際功率為W.

        圖11

        解析:小燈泡的電流與電壓之間的關(guān)系遵從圖中b線,而小燈泡在閉合電路中其電流與電壓之間的關(guān)系又遵從圖中a線,同時滿足的只有在兩條線的交點(diǎn)處,即小燈泡的工作電流為1.3A,工作電壓為0.6V,所以小燈泡的實(shí)際功率為P=UI=0.6×1.3W=0.78W.

        由a線可知,電源的電動勢為1.5V,內(nèi)阻為0.75Ω,若再將一阻值為0.75Ω的電阻串聯(lián)在電路中,則電池兩極間的電壓隨電路中電流的變化關(guān)系為U=1.5-1.5I在圖中作出該線(如圖12),找出與b線的交點(diǎn),即可知小燈泡的電流為0.9A,電壓為0.3V,則此時小燈泡的實(shí)際功率為P=UI=0.3×0.9W=0.27W

        圖12

        (4)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新

        創(chuàng)新是建立在對以往經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律的深刻理解基礎(chǔ)上,做出的一種延伸、拓展與探究的行為.對本實(shí)驗(yàn)給予一定的改變,如將本實(shí)驗(yàn)中的小燈泡變換為熱敏電阻、二極管、電動機(jī)等,將小燈泡的伏安特性研究變換為電功率與電壓之間關(guān)系等,就是對本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新.使實(shí)驗(yàn)源于課本,高于課本而又不脫離課本,正是實(shí)驗(yàn)命題的一個基本原則.

        例5 為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測量小燈泡的電壓U和電流I,利用P=UI得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V 1.8W”,電源為12V的電池,滑動變阻器的最大阻值為10Ω.

        圖13

        ①準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖13所示,請將滑動變阻器接入電路的正確位置.(用筆畫線代替導(dǎo)線)

        現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻,電路中的電阻R1應(yīng)選Ω的定值電阻.

        ③測量結(jié)束后,應(yīng)先斷開開關(guān),拆除兩端的導(dǎo)線,再拆除其他導(dǎo)線,最后整理好器材.

        小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上,并作出了一條直線,如圖14所示.請指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?

        圖14

        解析:①實(shí)物電路連線見圖15.

        圖15

        ②R1應(yīng)選10Ω的定值電阻,在選擇電阻的時候,要能保護(hù)電路的同時,還要考慮電阻分的的電壓合適,能使燈泡正常發(fā)光.

        ③拆除電池兩端的導(dǎo)線,從實(shí)驗(yàn)的安全性和實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性考察.

        ④圖線不應(yīng)畫為直線;橫坐標(biāo)的標(biāo)度不恰當(dāng).

        實(shí)驗(yàn)對學(xué)生智力發(fā)展和能力培養(yǎng)具有重要作用,實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中應(yīng)在堅(jiān)持正確理解實(shí)驗(yàn)原理的前提下,通過具體問題的研究培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力和創(chuàng)造能力,進(jìn)而提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng).

        參考文獻(xiàn):

        陳正毛.做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的若干問題[J].物理教師,2004,(9).

        猜你喜歡
        變阻器伏安燈泡
        “燈泡”誕生記
        用伏安法測電阻
        巧解滑動變阻器類動態(tài)電路題
        燈泡創(chuàng)意秀
        快樂語文(2021年36期)2022-01-18 05:48:54
        點(diǎn)亮小燈泡
        點(diǎn)亮小燈泡
        家教世界(2020年1期)2020-03-07 04:57:30
        小小變阻器有大用
        基于LABVIEW的光電池伏安特性研究
        電子制作(2016年23期)2016-05-17 03:53:41
        通過伏安特性理解半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性
        關(guān)于滑動變阻器的規(guī)格問題
        久久精品国产精品| 国产精品很黄很色很爽的网站| 国产av自拍在线观看| 亚洲国产一区二区三区精品 | 亚洲国产精品综合久久网各| 亚洲精品国产第一区二区尤物| 欧美成人高清手机在线视频 | 色综合久久久久综合体桃花网| 亚洲熟妇av日韩熟妇在线| 伴郎粗大的内捧猛烈进出视频观看| 无码av免费精品一区二区三区| 人妻精品久久久一区二区| 在线视频中文字幕一区二区三区| 亚洲精品白浆高清久久久久久| 军人粗大的内捧猛烈进出视频| 国产一级黄色录像| 日韩精品免费一区二区中文字幕| 国产在线观看午夜视频| 久久99国产综合精品| 无套内谢的新婚少妇国语播放| 亚洲欧美日韩高清一区二区三区| 高清成人在线视频播放| 国产一区亚洲二区三区| 亚洲av日韩av在线观看| 国产精品嫩草影院午夜| av一区二区不卡久久| 午夜福利视频一区二区二区| 欧美综合天天夜夜久久| 日日碰狠狠丁香久燥| 国产香蕉尹人在线视频你懂的| 日本精品一区二区三区试看| 国产成人精品优优av| 久久人与动人物a级毛片| 久久男人av资源网站无码| 亚洲一区二区三区ay| 午夜被窝精品国产亚洲av香蕉| 狠狠色狠狠色综合| 国内精品伊人久久久久av| 国产精品亚洲在钱视频| 日韩av一区二区网址| 免费拍拍拍网站|