高中物理人教版選修3-1課件：2.5實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線[數(shù)理化網(wǎng)]

1、高中物理高中物理選修選修3-1人教版人教版第二章第二章 恒定電流恒定電流第五講第五講 實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線目標定位目標定位描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線會正確選擇實驗器材和實驗電路會正確選擇實驗器材和實驗電路. 描繪小燈泡的伏安特性曲線并掌握分析圖線的描繪小燈泡的伏安特性曲線并掌握分析圖線的方法方法 12目標定位目標定位預(yù)習導學預(yù)習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習預(yù)習導學預(yù)習導學增大增大 增大增大 倒數(shù)倒數(shù) 想一想：想一想：小燈泡的伏安特性曲線是向上彎曲的還是向下小燈泡的伏安特性曲線是向上彎曲的還是向下彎曲的？彎曲的？ 1、實驗原理

2、實驗原理 答案：答案：因為燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，又因為圖線的斜因為燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，又因為圖線的斜率表示小燈泡電阻的倒數(shù)，所以小燈泡的伏安特性曲線是向下率表示小燈泡電阻的倒數(shù)，所以小燈泡的伏安特性曲線是向下彎曲的曲線彎曲的曲線 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線 2、實驗器材實驗器材 滑動變阻器滑動變阻器 電流表電流表 3 3、課堂講義課堂講義一、一、探究實驗原理探究實驗原理 1.電流表的內(nèi)接法和外接法的比較電流表的內(nèi)接法和外接法的比較 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線內(nèi)接法內(nèi)接法外接法外接法電路圖電路圖誤差原因誤差原因電流表的分壓電流表的分壓

3、電壓表的分流電壓表的分流測量值和真實測量值和真實值的比較值的比較R測測 RxRA測量值大于真實值測量值大于真實值R測測 測量值小于真實值測量值小于真實值適用于測量適用于測量測大電阻，或測大電阻，或 測小電阻或測小電阻或 UI測測UI測測V+xUII測VAxxRRRRVAxxRRRR課堂講義課堂講義一、一、探究實驗原理探究實驗原理 2.滑動變阻器的兩種接法比較滑動變阻器的兩種接法比較 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線限流式限流式分壓式分壓式電路組成電路組成變阻器接入變阻器接入電路的特點電路的特點采用采用“一上一下一上一下”的接法的接法采用采用“兩下一上兩下一上”的接法的接法調(diào)壓范

4、圍調(diào)壓范圍U0U適用情況適用情況(1)要求負載上電壓或電流變要求負載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)續(xù)可調(diào)(2)負載電阻的阻值負載電阻的阻值Rx遠大于遠大于滑動變阻器的總電阻滑動變阻器的總電阻R負載電阻的阻值負載電阻的阻值Rx與滑動與滑動變阻器的總電阻變阻器的總電阻R相差不相差不多，或多，或R稍大，且電壓、稍大，且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起電流變化不要求從零調(diào)起xxURRR課堂講義課堂講義二、實驗過程二、實驗過程 1 1實驗步驟實驗步驟 (1)(1)根據(jù)小燈泡上根據(jù)小燈泡上（U額額，P額額）, ,確定確定A、V的量的量程程, ,按圖所示的電路圖連接好實物圖

5、按圖所示的電路圖連接好實物圖. . 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線(2)閉合開關(guān)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R滑滑，使，使A、V有較小的明顯示數(shù)，記錄一有較小的明顯示數(shù)，記錄一組電壓組電壓U和電流和電流I. (3)用同樣的方法測量并記錄幾組用同樣的方法測量并記錄幾組U和和I，填入下表，填入下表. 次數(shù)次數(shù)12345678電壓電壓U/V電流電流I/A(4)斷開開關(guān)，整理好器材斷開開關(guān)，整理好器材 課堂講義課堂講義(1)(1)在坐標紙上建立以在坐標紙上建立以U-I直角坐標系直角坐標系 (2)在坐標紙中描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點在坐標紙中描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(坐標系縱軸和橫軸的坐標系縱軸和

6、橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜) 2數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 (3)將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線性曲線 3實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線(1)結(jié)果：描繪出的小燈泡燈絲的伏安特性曲線不是直線，而是結(jié)果：描繪出的小燈泡燈絲的伏安特性曲線不是直線，而是向橫軸彎曲的曲線向橫軸彎曲的曲線 (2)分析：曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變大，說明小燈分析：曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變大，說明小燈泡燈絲的電阻

7、隨溫度升高而增大泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大 課堂講義課堂講義4誤差分析誤差分析 (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)帶來誤差測量誤差：測量時讀數(shù)帶來誤差 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線(3)作圖誤差：在坐標紙上描點、作圖帶來誤差作圖誤差：在坐標紙上描點、作圖帶來誤差5注意事項注意事項(1)本實驗要作本實驗要作IU圖線，要求測出多組包括零在內(nèi)的電壓值、圖線，要求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)采用分壓式接法電流值，因

8、此滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法 (2)由于小燈泡的電阻較小，故采用電流表外接法由于小燈泡的電阻較小，故采用電流表外接法 (3)畫畫IU圖線時縱軸、橫軸的標度要適中，以所描繪圖線占圖線時縱軸、橫軸的標度要適中，以所描繪圖線占 據(jù)整個坐標紙為宜，不要畫成折線，應(yīng)該用平滑的曲線連據(jù)整個坐標紙為宜，不要畫成折線，應(yīng)該用平滑的曲線連 接，對個別偏離較遠的點應(yīng)舍去接，對個別偏離較遠的點應(yīng)舍去 課堂講義課堂講義 例例 1 有一個小燈泡上標有有一個小燈泡上標有“4 V,2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的法描繪這個燈泡的IU圖線圖線.現(xiàn)現(xiàn)有下列器材供選用：有下列器材供選用：A電壓表電

9、壓表(05 V,內(nèi)阻內(nèi)阻10 k) B電壓表電壓表(015V,內(nèi)阻內(nèi)阻20k)C電流表電流表(03A，內(nèi)阻，內(nèi)阻1) D電流表電流表(00.6A,內(nèi)阻內(nèi)阻0.4)E滑動變阻器滑動變阻器(10,2 A) F滑動變阻器滑動變阻器(500,1 A)G學生電源學生電源(直流直流6V)、開關(guān)、開關(guān)、導線若干導線若干 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線 (1)實驗時，選用圖中甲而不選用實驗時，選用圖中甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由：明理由： 解析解析 (1)需要多次改變小燈泡兩端的電壓需要多次改變小燈泡兩端的電壓 可以從可以從0開始開始 (2)實驗中

10、所用電壓表應(yīng)選實驗中所用電壓表應(yīng)選_,電流表應(yīng)選用電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器，滑動變阻器應(yīng)選用應(yīng)選用_.(用序號字母表示用序號字母表示) (2)2A=0.5A4PIU額額額分壓式，電分壓式，電阻越小越好阻越小越好A D E (3)把圖中所示的實驗器材用實把圖中所示的實驗器材用實線連接成實物電路圖線連接成實物電路圖 課堂講義課堂講義例例 2 某同學在做某同學在做“描繪小燈泡描繪小燈泡的伏安特性曲線的伏安特性曲線”的實驗中得到的實驗中得到如下表所示的幾組如下表所示的幾組U和和I的數(shù)據(jù)：的數(shù)據(jù)： 描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線編編號號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在圖中畫出在圖中畫出IU圖象圖象 (