2023學(xué)年完整公開課版實驗2

實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線一、實驗原理1.實驗方法原理2.實驗電路選擇原理(1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較兩種電路的選擇(2)滑動變阻器的兩種接法比較

接法項目限流式分壓式電路組成變阻器接入電路的特點采用“一上一下”的接法采用“兩下一上”的接法二、實驗器材學(xué)生電源(4～6V直流)或電池組、小燈泡(“4V，0.7A”或“3.8V，0.3A”)、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干、鉛筆、坐標(biāo)紙。三、實驗過程1.實驗步驟(1)根據(jù)小燈泡上所標(biāo)的額定值，確定電流表、電壓表的量程，在方框中畫出實驗的電路圖，并按圖1所示的電路圖連接好實物圖。圖1(2)把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無誤后，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。次數(shù)12345678電壓U/V

電流I/A

(4)斷開開關(guān)，整理好器材。2.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)將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線。3.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，而是曲線。(2)分析：曲線的斜率變小，即電阻變大，說明小燈泡的電阻隨溫度升高而增大。四、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。(3)作圖誤差：在坐標(biāo)紙上描點、作圖帶來誤差。五、注意事項(1)本實驗要作I－U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。(2)由于小燈泡的電阻較小，故采用電流表外接法。(3)畫I－U圖線時縱軸、橫軸的標(biāo)度要適中，以所描繪圖線占據(jù)整個坐標(biāo)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。[精典示例]一、實驗原理和實驗數(shù)據(jù)的處理[例1]

圖2為“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物電路圖，已知小燈泡額定電壓為3V。圖2(1)在方框圖中畫出與實物電路相應(yīng)的電路圖。(2)完成下列實驗步驟①閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，應(yīng)停留在滑動變阻器________端；(選填“左”或“右”)②閉合開關(guān)后，逐漸移動變阻器的滑片，增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達到額定電壓；③記錄如下8組U和I的數(shù)據(jù)，斷開開關(guān)。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖3中作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。編號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光圖3(3)數(shù)據(jù)分析①從圖線上可以得出，當(dāng)電壓逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是___________。②圖線表明導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而____________。③小燈泡正常工作時的電阻約為________。(保留小數(shù)點后一位有效數(shù)字)解析

(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓與電流要從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，燈泡電阻較小，約為幾歐姆到十幾歐姆，遠小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法。(2)①為保護電路安全，開關(guān)閉合之前，圖乙中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于左端。②根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出小燈泡的I－U圖線答案

(1)見解析圖(2)①左②見解析圖(3)①先不變，后逐漸增大②增大③14.6滑動變阻器必須采用分壓式接法的四種情況(1)要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(如：測定導(dǎo)體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路)，或要求大范圍內(nèi)測量電壓和電流時，必須采用分壓式接法。(2)當(dāng)待測用電器的電阻R遠大于滑動變阻器的最大值R0時，必須采用分壓式接法。

(3)當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時，若采用限流接法，電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過電壓表或電流表的量程，只能采用分壓式接法。(4)在題目中有以下語言暗示時，比如：要求多測幾組測量數(shù)據(jù)，要求精確測量等，一般也采用分壓式接法。

二、實驗器材的選擇及實物圖連線[例2]

有一個小電珠上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個電珠的U－I圖線，有下列器材供選用：A.電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ)B.電壓表(0～10V，內(nèi)阻20kΩ)C.電流表(0～0.3A，內(nèi)阻1Ω)D.電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω)E.滑動變阻器(5Ω，10A)F.滑動變阻器(500Ω，0.2A)(1)實驗中電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用____________。(用序號字母表示)(2)為使實驗誤差盡量減小，要求小電珠兩端的電