《重庆市万州区分水中学高中物理 第二章 第5讲 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线教学案 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆市万州区分水中学高中物理 第二章 第5讲 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线教学案 新人教版选修3-1（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1重庆市万州区分水中学高中物理重庆市万州区分水中学高中物理 第二章第二章 第第 5 5 讲讲 实验实验 描绘小灯泡描绘小灯泡的伏安特性曲线教学案的伏安特性曲线教学案 新人教版选修新人教版选修 3-13-1目标定位 1.会正确选择实验器材和实验电路.2.描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法1实验原理由于通过小灯泡的电流越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻率随温度的升高而增大，因此灯丝的电阻随温度的升高而增大由R 得，在IU坐标系中，图线上点与原点连线的U I斜率等于电阻的倒数，故画出的小灯泡的IU图线为曲线2实验器材学生电源(46 V 直流)或电池组、小灯泡(“4 V 0.7 A”或“3.8
2、 V 0.3 A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸3在方框中画出小灯泡伏安特性曲线的电路图想一想 小灯泡的伏安特性曲线是向上弯曲的还是向下弯曲的？答案 因为灯泡的电阻随温度的升高而增大，又因为图线的斜率表示小灯泡电阻的倒数，所以小灯泡的伏安特性曲线是向下弯曲的曲线.一、探究实验原理1电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表的分压电压表的分流测量值和真实值的比较R测RxRAU测 I测R测U测 I测U测 IxIV2测量值大于真实值测量值小于真实值适用于测量测大电阻，或Rx RARV Rx测小电阻或RV RxRx RA2.滑动变阻器的两种接法比较接法项
3、目限流式分压式电路组成变阻器接入电路的特点采用“一上一下”的接法采用“两下一上”的接法续表调压范围UURx RRx0U适用情况负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起(1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R二、实验过程1实验步骤图 251(1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，按图 251 所示的电路图连接好实物图(2)闭合开关 S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I.(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.次数
4、12345678电压U/V3电流I/A(4)断开开关，整理好器材2数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系(2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线3实验结果与数据分析(1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线(2)分析：曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大4误差分析(1)系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差(2)测量误差：测量时读数带来误差(3
5、)作图误差：在坐标纸上描点、作图带来误差5注意事项(1)本实验要作IU图线，要求测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法(2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法(3)画IU图线时纵轴、横轴的标度要适中，以所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去典例分析例 1 有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线现有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻 10 k) B电压表(015 V，内阻 20 k)C电流表(03 A，内阻 1 ) D电流表(00.6 A，内阻 0.4 )E滑动变
6、阻器(10 ，2 A) F滑动变阻器(500 ，1 A)G学生电源(直流 6 V)、开关、导线若干4图 252(1)实验时，选用图 252 中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_.(2)实验中所用电压表应选_，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(3)把图 253 中所示的实验器材用实线连接成实物电路图图 253答案 (1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据 (2)A D E(3)如下图所示解析 因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用图甲所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据因小
7、灯泡额定电压为 4 V，则电压表选 05 V 的 A 而舍弃 015 V 的 B，因 15 V 的量程太大，读数误差大，小灯泡的额定电流I0.5 A，则电流表只能选 D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻 8 ，调节不方便，电压变化与变阻器使用部分的长度线性关系差，故舍去小灯泡内阻为电流表内阻的20 倍，电压表内阻是小灯泡的8 0.41 250 倍，故电流表采用了外接法10 103 8k例 2 某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中得到如下表所示的几组U和I的数据：5编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.060
8、0.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在图 254 中画出IU图象图 254(2)从图象上可以看出，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是_(3)这表明小灯泡的电阻随温度的升高而_答案 (1)IU图象见解析图 (2)开始时不变，后来增大(3)增大解析 画出IU图象如图所示，曲线开始呈直线状说明开始时电阻不变，后来逐渐靠近U轴说明电阻增大6(时间：60 分钟)1在图 255 中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法不正确的是( )图 255A甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法B甲中R测R真，乙中R测R真C甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差
9、，应使RRV，故此法测较小电阻好D乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使RRA，故此法测较大电阻好答案 B解析 甲图叫做电流表的外接，乙图叫做电流表的内接，A 正确；甲图由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R 可知，R测R真；R越小，电压表分流越小，误差越小，U I因此这种接法适合测小电阻；乙图由于电流表的分压，导致电压的测量值偏大由R得R测R真，R越大，电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻，BU I错误；C、D 正确；故选 B.图 2562伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的办法，如图 256 所示，让电压表一端接在电路上a点，另一端先后接到b点
10、和c点注意观察两个电表的示数，若电流表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟_表的内阻可比拟，电压表的两端应接在a和_点若电压表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟 _表的内阻可比拟，电压表应接在a和_两点答案 电压 c 电流 b解析 若电流表示数变化明显，说明电压表的分流作用较大，即说明电压表的内阻不是很大，则待测电阻的阻值跟电压表的内阻可比拟，应采用电流表内接法，即电压表的两端应接在a和c之间；若电压表示数变化明显，说明电流表的分压作用较明显，即电流表的内阻与待测电阻可比拟，应采用电流表的外接法，即电压表应接在a、b之间3LED 发光二极管具有体积小、亮度高、能耗低、寿命长等诸多优点，被人们
11、誉为本世纪7的新型光源，已广泛应用到电脑、手机等电子产品中有一种 LED 手灯就是用几个发光二极管并联后作为光源使用的，其发光效率很高它在正常工作时，正向电压约 2.8 V，电流在 10 mA 左右现取这样一只发光二极管(电路符号可用表示)，测量它的伏安特性，提供的实验器材如下：A电源E(电动势为 4 V，内阻约为 2 )B滑动变阻器R0(阻值 02 )C电流表 A1(量程 15 mA，内阻约为 10 )D电流表 A2(量程 0.6 A，内阻约为 5 )E电压表 V1(量程 3 V，内阻约为 1 k)F电压表 V2(量程 3 V，内阻约为 10 k)G开关及导线若干则：(1)电流表应选_、电压
12、表应选_(2)并在方框中画出电路图答案 (1)C(或 A1) E(或 V1)(2)电路图如图所示4在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡 L、量程恰当的电流表 A 和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键 S 等，要求灯泡两端电压从 0 开始变化(1)实验中滑动变阻器应采用_接法(填“分压”或“限流”)(2)某同学已连接如图 257 所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的 2 个不当之处，并说明如何改正图 257_._.答案 (1)分压8(2)电键 S 不应闭合，应处于断开状态滑动变阻器滑动触头p位置不当，应将其置于a端5如图 258 甲所示为某一热
13、敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的IU关系曲线图(1)为了通过测量得到如图甲所示IU关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图_，简要说明理由：_.(电源电动势为 9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为 0100 )(2)在如图丁所示的电路中，电源电压恒为 9 V，电流表读数为 70 mA，定值电阻R1250 .由热敏电阻的IU关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻R2的阻值为_ .甲 乙丙 丁图 258答案 (1)乙 图乙加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压 (2)5.2 111.8解析 (1)图乙的滑动变阻器用的是分压式接法，加在热敏电阻两端的电压可以从
14、零调到所需电压，从而能够得到完整IU图线，故选图乙(2)通过R1的电流为I1 A36 mA，通过热敏电阻的电流I2II1(7036) U R19 250mA34 mA，由图甲可知热敏电阻两端的电压为 5.2 V，电阻R2 111.8 95.2 34 103.6在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：小灯泡 L， “3.8 V、0.3 A”电压表 V，量程 05 V，内阻 5 k电流表 A1，量程 0100 mA，内阻 4 电流表 A2，量程 0500 mA，内阻 0.4 9滑动变阻器R1，最大阻值 10 ，额定电流 1.0 A滑动变阻器R2，最大阻值 5 ，额定电流 0.5 A直流电源E，电动势约为 6 V，内阻约为 0.5 (1)在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选_(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号图 259(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中，描绘出如图 259 所示的小灯泡的伏安特性曲线根据此图给出的信
