實(shí)驗(yàn)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第二章

恒定電流試驗(yàn)：測(cè)繪小燈泡伏安特征曲線第1頁(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解電流表內(nèi)接法和外接法，并會(huì)進(jìn)行正確選擇.2.了解滑動(dòng)變阻器兩種接法，能進(jìn)行正確地應(yīng)用.3.學(xué)會(huì)描繪小燈泡伏安特征曲線并掌握分析圖線方法.第2頁(yè)內(nèi)容索引知識(shí)探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)第3頁(yè)知識(shí)探究1第4頁(yè)一、電流表內(nèi)接法和外接法比較1.兩種接法比較

內(nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)UV＝UR＋UA＞UR電流表示數(shù)IA＝IR電壓表示數(shù)UV＝UR電流表示數(shù)IA＝IR＋I(xiàn)V＞IR誤差起源電流表分壓作用電壓表分流作用R測(cè)＝

＝R真R測(cè)＝＝R真第5頁(yè)2.電流表內(nèi)、外接選擇方法(1)直接比較法：當(dāng)Rx?RA時(shí)，采取內(nèi)接法，當(dāng)Rx?RV時(shí)，采取外接法，即大電阻用內(nèi)接法，小電阻用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”.(2)公式計(jì)算法第6頁(yè)(3)試觸法：如圖1，把電壓表可動(dòng)接線端分別試接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表示數(shù)改變，若電流表示數(shù)改變顯著，說(shuō)明電壓表分流作用對(duì)電路影響大，應(yīng)選取內(nèi)接法，若電壓表示數(shù)有顯著改變，說(shuō)明電流表分壓作用對(duì)電路影響大，所以應(yīng)選外接法.圖1第7頁(yè)二、滑動(dòng)變阻器兩種接法比較

限流式分壓式電路組成變阻器接入電路特點(diǎn)采取“一上一下”接法采取“兩一”接法下上第8頁(yè)調(diào)壓范圍_________～E(不計(jì)電源內(nèi)阻)

～E(不計(jì)電源內(nèi)阻)適用情況負(fù)載電阻阻值Rx與滑動(dòng)變阻器總電阻R ，或R稍大，且電壓、電流改變不要求從零調(diào)起(1)要求負(fù)載上電壓或電流改變范圍較大，且從開始連續(xù)可調(diào)(2)負(fù)載電阻阻值Rx滑動(dòng)變阻器總電阻R0相差不多遠(yuǎn)大于

零第9頁(yè)三、測(cè)繪小燈泡伏安特征曲線1.試驗(yàn)原理用

測(cè)出流過(guò)小燈泡電流，用

測(cè)出小燈泡兩端電壓，測(cè)出多組(U，I)值，在I－U坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑曲線將這些點(diǎn)連起來(lái)，即得小燈泡伏安特征曲線，電路圖如圖2所表示.2.試驗(yàn)器材學(xué)生電源(4～6V直流)或電池組、小燈泡(“4V

0.7A”或“3.8V

0.3A”)、

、電壓表、

、開關(guān)、導(dǎo)線若干、鉛筆、坐標(biāo)紙.圖2電流表滑動(dòng)變阻器電壓表電流表第10頁(yè)3.試驗(yàn)步驟(1)依據(jù)小燈泡上所標(biāo)額定值，確定電流表、電壓表

，按圖3所表示電路圖連接好實(shí)物圖.(注意開關(guān)應(yīng)

，滑動(dòng)變阻器與小燈泡并聯(lián)部分電阻為

)(2)閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使電流表、電壓表有較小顯著示數(shù)，統(tǒng)計(jì)一組電壓U和電流I.(3)用一樣方法測(cè)量并統(tǒng)計(jì)幾組U和I，填入下表.斷開量程零次數(shù)12345678電壓U/V

電流I/A

(4)斷開開關(guān)，整理好器材.第11頁(yè)4.數(shù)據(jù)處理(1)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(duì)應(yīng)點(diǎn).(3)將描出點(diǎn)用

連接起來(lái)，就得到小燈泡伏安特征曲線.5.試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析(1)結(jié)果：描繪出小燈泡燈絲伏安特征曲線不是直線，而是向

軸彎曲曲線.(2)分析：燈泡燈絲電阻隨溫度改變而改變.曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變

，說(shuō)明小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而

.平滑曲線增大橫大第12頁(yè)6.注意事項(xiàng)(1)因I－U圖線是曲線，本試驗(yàn)要測(cè)出多組包含零在內(nèi)電壓值、電流值，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采取

接法.(2)因?yàn)樾襞蓦娮栎^小，故采取電流表

法.(3)畫I－U圖線時(shí)縱軸、橫軸標(biāo)度要適中，使所描繪圖線占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜，不要畫成折線，應(yīng)該用平滑曲線連接，對(duì)個(gè)別偏離較遠(yuǎn)點(diǎn)應(yīng)舍去.分壓式外接第13頁(yè)2題型探究第14頁(yè)一、試驗(yàn)原理了解和試驗(yàn)電路、試驗(yàn)器材選擇例1

有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V

2W”字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡I－U圖線.現(xiàn)有以下器材供選擇：A.電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ)B.電壓表(0～15V，內(nèi)阻20kΩ)C.電流表(0～3A，內(nèi)阻1Ω)D.電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω)E.滑動(dòng)變阻器(10Ω，2A)F.滑動(dòng)變阻器(500Ω，1A)G.學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干第15頁(yè)(1)試驗(yàn)時(shí)，選取圖3_____(選填“甲”或“乙”)電路圖來(lái)完成試驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)明理由：____________________________________________________________.答案解析甲圖3描繪小燈泡I－U圖線所測(cè)數(shù)據(jù)需從零開始，并要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)第16頁(yè)因試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是要測(cè)繪小燈泡伏安特征曲線，需要屢次改變小燈泡兩端電壓，故采取題圖甲所表示分壓式電路適當(dāng)，這么小燈泡兩端電壓能夠從零開始調(diào)整，且能方便地測(cè)出多組數(shù)據(jù).因小燈泡額定電壓為4V，則電壓表選0～5VA，而舍棄0～15VB，因15V量程太大，讀數(shù)誤差大.小燈泡額定電流I＝0.5A，則電流表應(yīng)選D.滑動(dòng)變阻器F最大阻值遠(yuǎn)大于小燈泡內(nèi)阻8Ω，調(diào)整不方便，電壓改變與滑動(dòng)變阻器使用

部分長(zhǎng)度線性關(guān)系差，故舍去，則應(yīng)選E.小燈泡電阻為電流表內(nèi)阻

＝20倍，電壓表內(nèi)阻是小燈泡電阻

＝1250倍，故電流表采取了外接法.第17頁(yè)(2)試驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選取_____，電流表應(yīng)選取____，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選取_____.(用序號(hào)字母表示).答案A圖3DE第18頁(yè)(3)請(qǐng)依據(jù)(1)中所選電路，把圖4中所表示試驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖.答案圖4如圖所表示第19頁(yè)二、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例2

圖5甲為“測(cè)繪小燈泡伏安特征曲線”試驗(yàn)實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為3V.答案解析圖5(1)在圖乙方框圖中畫出與實(shí)物電路相對(duì)應(yīng)電路圖.看法析圖第20頁(yè)與實(shí)物電路相對(duì)應(yīng)電路圖如圖所表示.第21頁(yè)(2)完成以下試驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)前，調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片，滑片應(yīng)停留在滑動(dòng)變阻器最______(選填“左”或“右”)端；②閉合開關(guān)后，逐步移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，增加小燈泡兩端電壓，統(tǒng)計(jì)電流表和電壓表多組讀數(shù)，直至電壓到達(dá)額定電壓；左為保護(hù)電路安全，開關(guān)閉合之前，題圖甲中滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)該置于最左端.答案解析第22頁(yè)③統(tǒng)計(jì)以下8組U和I數(shù)據(jù)，斷開開關(guān).依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖丙方格紙上作出小燈泡燈絲伏安特征曲線.答案解析看法析圖編號(hào)12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205小燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐步變亮正常發(fā)光第23頁(yè)依據(jù)表格中數(shù)據(jù)，畫出小燈泡I－U圖線如圖所表示.第24頁(yè)(3)數(shù)據(jù)分析：①?gòu)膱D線上能夠得知，當(dāng)電壓逐步增大時(shí)，燈絲電阻改變情況是_____________________.答案解析先不變，后逐步增大從圖線上能夠得知，當(dāng)電壓逐步增大時(shí)，燈絲電阻改變情況是先不變，后逐步增大.編號(hào)12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205小燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐步變亮正常發(fā)光第25頁(yè)②圖線表明導(dǎo)體電阻隨溫度升高而______.答案解析增大圖線表明導(dǎo)體電阻隨溫度升高而增大.編號(hào)12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205小燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐步變亮正常發(fā)光第26頁(yè)③小燈泡正常工作時(shí)電阻約為________.(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)答案解析14.6Ω編號(hào)12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205小燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐步變亮正常發(fā)光依據(jù)I－U圖線可得電壓U＝3V時(shí)，I＝0.205A，所以小燈泡正常工作時(shí)電阻約為R＝

Ω≈14.6Ω.第27頁(yè)總結(jié)提升1.首先要依據(jù)表中數(shù)據(jù)選擇適當(dāng)標(biāo)度；2.描點(diǎn)后用平滑曲線連接，個(gè)別偏離較遠(yuǎn)點(diǎn)應(yīng)舍去.第28頁(yè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)3第29頁(yè)1.在圖6中，甲、乙兩圖分別為測(cè)燈泡電阻R電路圖，以下說(shuō)法不正確是A.甲圖接法叫電流表外接法，

乙圖接法叫電流表內(nèi)接法B.甲中R測(cè)>R真，乙中R測(cè)<R真C.甲中誤差由電壓表分流引發(fā)，

為了減小誤差，應(yīng)使R?RV，故此法測(cè)較小電阻好D.乙中誤差由電流表分壓引發(fā)，為了減小誤差，應(yīng)使R?RA，故此法測(cè)較

大電阻好圖612答案解析√第30頁(yè)題圖甲叫做電流表外接法，題圖乙叫做電流表內(nèi)接法，A正確；題圖甲因?yàn)殡妷罕矸至髟斐呻娏鳒y(cè)量值偏大，由R＝

可知，R測(cè)＜R真；R越小，電壓表分流越小，誤差越小，所以這種接法適合測(cè)小電阻；題圖乙因?yàn)殡娏鞅矸謮?，造成電壓測(cè)量值偏大.由R＝

得R測(cè)＞R真，R越大，電流表分壓越小，誤差越小，所以這種接法適合用于測(cè)大電阻，B錯(cuò)誤，C、D正確；故選B.12第31頁(yè)2.在測(cè)繪小燈泡伏安特征曲線試驗(yàn)中，所用器材有：小燈泡L、量程恰當(dāng)電流表A和電壓表V、直流電源E、滑動(dòng)變阻器R、開關(guān)S等，要求小燈泡兩端電壓從0開始改變.(1)試驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采取_______接法(