46-實(shí)驗(yàn)八描繪小電珠的伏安特性曲線(DOC)

1、Page 1 of 10教師姓名學(xué)生姓名填寫時(shí)間學(xué)科物理年級上課時(shí)間課時(shí)計(jì)劃2h注意事項(xiàng)1.電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流 表外接法。2.滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實(shí)驗(yàn)要作出 U-I 圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用 分壓接法。3保護(hù)元件安全：為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a 端。加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容個(gè)性化學(xué)習(xí)問題解決教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)八 描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? (1) )描繪小電珠的供安特性曲線 心)分析小電珠伏安特性曲線的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)原理

2、實(shí)驗(yàn)原理測多組小電珠的認(rèn) L 井繪岀 QU 圖象由圖線的斜率反映電泓與迪壓和溫度的艾系教學(xué)過程小電珠3.S Vt0.3 AM、電壓表035 V、 電流表“0(h3 A滑動變阻器、學(xué)生電源、 開關(guān)、導(dǎo)線若干、勒標(biāo)紙.鉛筆莫驗(yàn)步贏(1)連接電路將電珠、電流走、屯壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成卵左圖所示電蹄(2)測量與記錄測出小電珠在不同電壓下的曲流，移動滑動變 BL器觸頭代置測出 12 組左右不同的削壓值 U 和電刖m并將測雖數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格數(shù)據(jù)處理在坐標(biāo)紙上以卩為橫軸，為縱軸.建立坐標(biāo)系(2)在坐標(biāo)紙上描出各飆數(shù)搖所對應(yīng)的點(diǎn)(3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲纜連接起來，就得到小電珠的伏妄

3、特性曲線Page 2 of 10誤差分析1 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，電流表外接，Page 3 of 10由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實(shí)值。2.測量時(shí)讀數(shù)帶來誤差。3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差。STEP對電路的連接和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的考查小燈泡的實(shí)際功率與所加電壓的關(guān)系。(1) 根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實(shí)物圖連成完整的實(shí)驗(yàn)電路。開關(guān) S 閉合之前，圖甲中滑動變阻器 R 的滑片應(yīng)置于_(填“a 端”“ab 的正中間”)。圖 2根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡的 I U 圖線如圖 2 所示，由此可確定小燈泡在電壓為 2.5 V時(shí)的實(shí)際功率為_

4、保留三位有效數(shù)字)。已知小燈泡燈絲在 27C時(shí)的電阻是 1.5Q,并且其阻值與燈絲溫度的關(guān)系為 R= k(273+ tC)，k 為比例常數(shù)，根據(jù) I U 圖線，估算該燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲溫度約為_ C。解析熱點(diǎn)廉焦實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn) 各于擊破執(zhí)占八、【例 1】 某同學(xué)用圖 1 甲所示的電路測繪額定電壓為3.0 V 的小燈泡 I U 圖線，并研究lllMlllllliPage 4 of 10根據(jù)電路圖，可得實(shí)物圖的連線如圖所示。(2)開關(guān) S 閉合之前，應(yīng)使小燈泡兩端的電壓最小，故滑動變阻器R 的滑片應(yīng)置于 a 端。由小燈泡的 I U 圖線可知，當(dāng)電壓為 2.5 V 時(shí)，通過小燈泡的電流約為 0.39

5、 A，故小 燈泡的實(shí)際功率 P= UI = 2.5X0.39 W= 0.975 W。由小燈泡的 l U 圖線可知，當(dāng)小燈泡正常工作時(shí)，電壓Uo= 3.0 V，電流 0.42 A，得 t= 1 155Co答案 見解析圖 (2)a 端(3)0.975 W (4)1 155I反思總結(jié)-1實(shí)物連線的原則1. 先串后并，接線到柱，注意量程和正負(fù)。2.對限流電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值 最大處)o3. 對分壓電路，應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動

6、變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點(diǎn)的電勢高 低，根據(jù)“伏安法”部分電表正負(fù)接線柱的情況，將“伏安法”部分接入該兩點(diǎn)間。【變式訓(xùn)練】1.有一只標(biāo)值為“ 2.5 V，xW”的小燈泡，其額定功率的標(biāo)值已模糊不清。某同學(xué)想通 過測繪燈絲伏安特性曲線的方法來測出該燈泡的額定功率。(1) 已知小燈泡的燈絲電阻約為 5 莒請先在圖 3 甲中補(bǔ)全伏安法測量燈絲電阻的電路圖， 再選擇電流表、電壓表的合適量程，并按圖甲連接方式將圖乙中的實(shí)物連成完整的電路。燈絲的電阻 R=U0I03.00.427.14Q,則有 1.5=k(273+27C)，7.14=k(273+1C)，解Page 5 of

7、 10(2)_ 開關(guān) S 閉合之前，將圖乙中滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 _。(選填“ A 端”、“ B端”或“ AB 正中間”)(3) 該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)作出了燈絲的伏安特性曲線如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為_ W。解析 小燈泡電阻較小，所以，電流表外接，電路圖及實(shí)物圖見答案；（2） 開關(guān) S 閉合前，被測電路兩端電壓應(yīng)最小，滑片應(yīng)置于 B 端；由圖丙知，燈泡兩端額定電壓為 2.5V 時(shí)，電流為 1 = 0.44 A，所以燈泡的額定功率 P= UI = 2.5X0.44 W= 1.1 W。答案（1）如圖甲所示 實(shí)物連線如圖乙所示（注：任何一個(gè)地方錯(cuò)誤均不可）（2）B 端（3）1.1甲乙熱點(diǎn)二拓展創(chuàng)新

8、實(shí)驗(yàn)探究咼考命題視角以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材, 體現(xiàn)開放性、探究性等特點(diǎn)。視角 1 以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系。視角 2 圖象法處理數(shù)據(jù)及實(shí)物連線視角 3 實(shí)驗(yàn)儀器的選擇及控制電路的選擇視角 4 數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)采用 DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。甲乙丙Page 6 of 10【例 2】（2013 江蘇卷，10）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“ 3.0 V,1.8 W”， 電源為 12

9、V 的電池，滑動變阻器的最大阻值為 10Q（1）準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖 4 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）圖 4現(xiàn)有 10Q20Q和 50Q的定值電阻，電路中的電阻 Ri應(yīng)選_Q的定值電阻。(3) 測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除 _ 端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材。(4) 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5 所示。請指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?。圖 5解析(1)從 P-U2圖象上描出的點(diǎn)可知，小燈泡兩端的電壓從0 開始逐漸增大，故滑動P變阻器采用分壓電路。根據(jù) P= IU 知，通過小燈泡的最大電流 1 = u = 0.6 A，

10、故電流表選 00.6 A 的量程。實(shí)物電路如答案中圖所示。(2) 由小燈泡規(guī)格可知，小燈泡允許通過的最大電流為0.6 A,故要求接入 Ri后，電路中的EE 12總電流要不小于 0.6 A，根據(jù) 1= E 得總電阻 R=了 = 06Q=20Q故 Ri應(yīng)選 10Q的定值 電阻。Page 7 of 10(3) 為了實(shí)驗(yàn)儀器的安全，防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，所以斷開開關(guān)后，先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線。(4) 從坐標(biāo)紙上所描點(diǎn)可以看出這些點(diǎn)不近似在一條直線上，應(yīng)為曲線，小明作出了一條直線不合適。作圖時(shí)應(yīng)使這些點(diǎn)占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙，而小明的橫坐標(biāo)只用了一半，所以小明橫 坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合

11、適。答案(1)如圖所示(2)10(3)電池Page 8 of 10（4）圖線不應(yīng)畫為直線，橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適。【變式訓(xùn)練】2.（2014 北京海淀區(qū)期末試題）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡 標(biāo)有“3.8 03 A 字樣，并提供有以下器材：A .電壓表 V（05 V，內(nèi)阻約 5 kQ）B .電流表 Ai（050 mA,內(nèi)阻約 2Q）C.電流表 A2（0500 mA，內(nèi)阻約 1Q）D .滑動變阻器 Ri（010Q）E. 滑動變阻器 R2（02 kQ）F. 直流電源 E（電動勢 4.5 V，內(nèi)阻不計(jì)）G. 開關(guān) S 及導(dǎo)線若干（1）為了提高測量的準(zhǔn)確度和調(diào)節(jié)方便：1實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選

12、用電流表_ 滑動變阻器_ 。（填寫器材代號）2請?jiān)谙旅娴奶摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）由正確實(shí)驗(yàn)操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖 6 甲所示。在另一實(shí)驗(yàn)中將此小燈泡接入如圖乙所示的電路中，電路中電源電壓U（UW3.8 V）恒定，在 t=t0時(shí)刻閉合開關(guān) S。由電流傳感器記錄的電流隨時(shí)間變化的圖象（i-1）可能是下圖中的 _ 傾“A”B 或 “ C”圖。rawsEE 齊EE4Page 9 of 10解析小燈泡的額定電流是 0.3 A，所以電流表應(yīng)該選擇C;本實(shí)驗(yàn)滑動變阻器采用分壓接法，所以滑動變阻器應(yīng)該選擇總阻值較小的，選D (2)滑動變阻器用分壓接法，小燈泡電阻很小，電流表應(yīng)該用外

13、接法。實(shí)驗(yàn)電路圖見解析圖(3) 閉合開關(guān)之后才有電流，小燈泡燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，所以電流會變小, 選項(xiàng)C 正確。1. (2014 遼寧五校聯(lián)考)從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，測量小電珠的伏安特性曲線，得 到如圖7 所示 I - U 圖線。器材(代號)規(guī)格電流表(A1)量程 00.6 A，內(nèi)阻 1Q電流表(A2)量程 03 A，內(nèi)阻 1Q電壓表(V1)量程 03 V,內(nèi)阻約 2 kQ電壓表(V2)量程 015 V，內(nèi)阻約 10 kC滑動變阻器(Ro)阻值 025Q電池(E)電動勢 6 V，內(nèi)阻不計(jì)開關(guān)(S)，導(dǎo)線若干(1)答案(1)CD如圖所示(2)C效果檢測 知能援升Page 10

14、of 10在如圖 7 所示的 I U 圖線中，A 到 B 過程中小電珠電阻改變了Qo測量電路中電流表應(yīng)選用 _ （填代號），電壓表應(yīng)選用 _ 傾代號），電流表應(yīng)采用（選填“內(nèi)”或“外”）接法。:“ E圖 8在圖 8 所示虛線框中用筆補(bǔ)畫完整實(shí)驗(yàn)電路圖，要求變阻器滑片右移時(shí)，小電珠兩端電壓變大。解析（1）先分別通過 AO 和 BO 連線的斜率，求出 A、B 兩點(diǎn)對應(yīng)電阻為 30Q和 40Q,則 A 到B 過程中小電珠電阻改變了 40Q-30 亠 10Qo由圖象測量的最大數(shù)值可知，電流表應(yīng)選小量程 0.6 A,即 Ai,電壓表應(yīng)選較大量程 15 V， 即 V2。由于 7RAIRV2= 100Q40

15、Q故應(yīng)米用電流表外接法。（3）電表讀數(shù)從 0 開始，故變阻器應(yīng)采用分壓式接法，如圖所示。答案（1）10（2）A1V2夕卜 見解析圖2 某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而變小。在實(shí)驗(yàn)中，他取一段長為 16 cm 的鉛筆芯，用多用電表測量其電阻大約為 4Q該同學(xué)要較精確地測量鉛筆芯的電阻， 現(xiàn)有下列器材可供選擇：A .電源 3 V（內(nèi)阻不計(jì)）B .電流表 03 A（內(nèi)阻 0.1Q）C.電流表 0600 mA（內(nèi)阻 0.5Q）Page 11 of 10D .電壓表 03 V（內(nèi)阻 3 kQ）E. 電壓表 015 V（內(nèi)阻 200 kQ）F.滑動變阻器（010Q1 A）G. 滑動變阻器（01 kQ300 mA）Page 12 of 10(1) 除開關(guān)、導(dǎo)線外，實(shí)驗(yàn)中要求能夠在電壓表上從零開始讀取若干組數(shù)據(jù)，需要選用的器材有：_ 填寫字母代號)；(2) 用筆畫線代替導(dǎo)線，在實(shí)物圖 9 中連接實(shí)驗(yàn)電路；(3)_該同學(xué)記錄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并畫出了該鉛筆芯的伏安特性曲線， 證實(shí)了鉛筆芯的電阻隨溫 度的升高而減小，則該鉛筆芯的伏安特性曲線為下圖中的 _ 。解析(1)因電源電動勢 E = 3 V