8版高中物理滬科版選修1學(xué)案：試驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線版含答案完美版

1、實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線目標(biāo)定位1.會正確選擇實驗器材和實驗電路 .2.描繪小燈泡的伏安特性曲線并掌握分析圖 線的方法.知識探究新卻探究點點落實一、電流表內(nèi)接法和外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖®*_|H*凡誤差原因表的分壓表的分流測量值和真實值的比較_U 測-R «= , Rx+RaI測測量值真實值U測U測R測=I 測Ix+ Iv測量值真實值適用情況測(填“大”或“小”)電阻(Rx>Rv)Ra Rx)測(填“大”或“小”)電阻(Rv>-Rx)Rx RA)、滑動變阻器兩種接法的比較限流式接法分壓式接法電路組成91©變阻器接入電路的特點采用“一上一下

2、”的接法1采用“兩一”的接法調(diào)壓范圍E(不計電源內(nèi)阻)E(不計電源內(nèi)阻)適用情況負(fù)載電阻的阻值R與滑動變阻器的總電阻r,或r稍大，且電壓、電流變化不 要求從零開始(1)要求負(fù)載上電壓、電流變化范圍較大，且從開始連續(xù)可調(diào)(2)負(fù)載電阻的阻值 Rx滑動變阻器的總電阻r三、實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線1 .實驗原理用 測出流過小燈泡的電流， 用 測出小燈泡兩端的電壓， 測出多組(U,I)值，在I-U坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點，用平滑曲線將這些點連接起來就得到了小燈泡的伏 安特性曲線.2 .實驗器材學(xué)生電源(46 V直流)或電池組、小燈泡(“4 V 0.7 A”或“3.8 V 0.3 A")、電

3、壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干、鉛筆、坐標(biāo)紙.3 .實驗步驟(i)根據(jù)小燈泡上所標(biāo)的額定值，確定電流表、電壓表的 ,按圖1所示的電路圖連 接好實物圖.(注意開關(guān)應(yīng),滑動變阻器與小燈泡并聯(lián)部分電阻為 )(2)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表、電壓表有較小的明顯示數(shù)，記錄一組電壓U和電流I.(3)用同樣的方法測量并記錄幾組U和I,填入下表.序號12345678電壓U/V電流I/A(4)斷開開關(guān)，整理好器材.4 .數(shù)據(jù)處理在坐標(biāo)紙上以U為橫軸、I為縱軸建立直角坐標(biāo)系.(2)在坐標(biāo)紙中描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點.(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標(biāo)紙為宜)(3)將描出的點用 連接起來，就

4、得到了小燈泡的伏安特性曲線.5 .實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析(1)結(jié)果：描繪出的小燈泡的伏安特性曲線不是直線，而是向 軸彎曲的曲線.(2)分析：燈泡燈絲的電阻隨溫度的變化而變化.曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變,說明小燈泡燈絲的電阻隨溫度升高而 .6 .誤差分析(1)系統(tǒng)誤差：由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差.(2)測量誤差：測量時讀數(shù)帶來誤差.7 .注意事項(1)因IU圖線是曲線，本實驗要測出多組包括零在內(nèi)的電壓值、電流值，因此滑動變阻器 應(yīng)采用 接法.(2)由于小燈泡的電阻較小，故采用電流表 法.(3)畫I-U圖線時縱軸、橫軸的標(biāo)度要適中，使所描繪圖線占據(jù)整個坐標(biāo)紙

5、為宜，不要畫成 折線，應(yīng)該用平滑的曲線連接，對個別偏離較遠(yuǎn)的點應(yīng)舍去.。典型例即一、實驗原理、器材、實物連線例1有一個小燈泡上標(biāo)有“ 4V 2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I U圖線.現(xiàn)有下列器材供選擇：A.電壓表(05 V,內(nèi)阻10 kQ)B.電壓表(015 V,內(nèi)阻20 kQ)C.電流表(03 A,內(nèi)阻1D.電流表(00.6 A,內(nèi)阻0.4 Q)E.滑動變阻器(10 Q, 2 A)F.滑動變阻器(500 Q, 1 A)G.學(xué)生電源(直流6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實驗時，選用圖2中甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由:柄I中乙圖2(2)實驗中所用電壓表應(yīng)選用 ,電流表應(yīng)

6、選用 ,滑動變阻器應(yīng)選用 .(用 序號字母表示).(3)把圖3所示的實驗器材用實線連接成實物電路圖.圖3二、實驗數(shù)據(jù)的處理例2某同學(xué)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中得到如下表所示的幾組U和I的數(shù)據(jù)：編R12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205在圖4中畫出I U圖像.(2)從圖像上可以看出，當(dāng)電壓逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是 這表明小燈泡的電阻隨溫度的升高而 .達(dá)標(biāo)檢測當(dāng)堂檢潮鞏固反諭“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，提供的實驗器材有：A.小燈泡(額定電

7、壓為3.8 V,額定電流約為0.3 A)B.電流表 A(00.6 A,內(nèi)阻約為 0.5 Q)C.電壓表 V(06 V,內(nèi)阻約為 5 kQ)D,滑動變阻器 Ri(010 Q, 2 A)E.滑動變阻器 R2(0100 Q, 0.2 A)F.電源(6 V,內(nèi)阻不計)G.開關(guān)及導(dǎo)線若干(1)實驗中滑動變阻器選 (填“R1”或“ Q”)(2)該同學(xué)設(shè)計了實驗測量電路，通過改變滑動變阻器滑片的位置，使電流表的讀數(shù)從零開始變化，記錄多組電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I.請在圖5甲中用筆畫線代替導(dǎo)線將實驗電路連接完整.圖5(3)該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U-I圖像，根據(jù)圖像可知小燈泡的電阻隨著電流的增

8、大而 (填“增大” “減小”或“不變”)答案精析知識探究一、電流 電壓大于小于 大小FR(1)下上 Rx- 0 相差不大 零(2)遠(yuǎn)大于R+ Rx三、1. 電流表 電壓表2. 滑動變阻器 電流表3. (1)量程斷開零4. (3)平滑的曲線5. (1)橫 (2)大增大7. (1)分壓式 (2)外接典型例題例1(1)描繪小燈泡的IU圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)A D F(3)如圖所示解析因?qū)嶒災(zāi)康氖且枥L小燈泡的伏安特性曲線，需要多次改變小燈泡兩端的電壓，故采用圖甲所示的分壓式電路合適，這樣電壓可以從零開始調(diào)節(jié)，且能方便地測多組數(shù)據(jù).因小燈泡額定電壓為 4 V,則電壓表選 05 V的A而舍棄015 V的B,因15 V的量程太大， 讀數(shù)誤差大，小燈泡的額定電流I=0.5 A,則電流表只能選 D.滑動變阻器F的最大阻值遠(yuǎn)大 于小燈泡內(nèi)阻8 Q,調(diào)節(jié)不方便，電壓變化與滑動變阻器使用部分的長度線性關(guān)系差，故舍 去.小燈泡內(nèi)阻為電流表內(nèi)阻的魯=20倍，電壓表內(nèi)阻是小燈泡的 叫10 = 1 250倍，故0.48電流表采用外接法. 例2 (1)見解析圖(2)開始時不變，后來逐漸增大(3)增大解析 畫出IU圖像如圖所示，曲線開始呈