從電表電路到集成電路3_6實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線學案滬科版選修3-1

1、實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線目標定位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、電流表內(nèi)接法和外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖11-. 11 1| * LA 11誤差原因表的分壓表的分流測量值和真實值的比較_UMR測一1R+RAI測測量值真實值UMUMR測一一I測I x+I/測量值真實值適用情況測（填“大”或R FR/“小”）電阻（Rm測（填“大”或“小”）亠 eR/ R.電阻（詐、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1_訶- 1 1-變阻器接入電路的特點采用“一上一下”的接法采用“兩一”的接法調(diào)壓范圍E（不計電源內(nèi)阻）E（不計電源

2、內(nèi)阻）適用情況負載電阻的阻值R與滑動 變阻器的總電阻R，或R稍大，且電壓、電流變化不（1）要求負載上電壓、電流變化范圍較大，且從開始連續(xù)可調(diào)負載電阻的阻值R滑動變阻器的總電阻R要求從零開始新知探究點點落實三、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IU坐標系中描出各對應點，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”)、電壓表、 、開關、導線若干、鉛筆、坐標紙.3.實驗步驟pg)r-*11LjR-匕圖1(

3、1)根據(jù)小燈泡上所標的額定值，確定電流表、電壓表的 _ ，按圖1所示的電路圖連接好實物圖.(注意開關應 _ ，滑動變阻器與小燈泡并聯(lián)部分電阻為 _)(2)閉合開關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L/V電流I/A(4)斷開開關，整理好器材.4數(shù)據(jù)處理(1)在坐標紙上以U為橫軸、I為縱軸建立直角坐標系.在坐標紙中描出各組數(shù)據(jù)所對應的點.(坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜)將描出的點用_ 連接起來，就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)

4、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.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、橫軸的標度要適中，使所描繪圖線占據(jù)整個坐標紙為宜，不要畫成折線，應該用平滑的曲線連接，對個別偏離較遠的點

5、應舍去.0 典型例題一、實驗原理、器材、實物連線例1有一個小燈泡上標有“4 V2 W的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的IU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1 Q)D.電流表(00.6 A，內(nèi)阻0.4Q)E.滑動變阻器(10Q,2 A)F.滑動變阻器(500Q,1 A)G學生電源(直流6 V)、開關、導線若干(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：_. 實驗中所用電壓表應選用 _,電流表應選用 _ ,滑動變阻器應選用 _ .(用序號字母表示).(3)把圖3所示的實驗器

6、材用實線連接成實物電路圖.甲乙圖3二、實驗數(shù)據(jù)的處理例2某同學在“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):編號12345678UN0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205（1）在圖4中畫出IU圖像.從圖像上可以看出，當電壓逐漸增大時，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 _ .達標檢測半堂檢測鞏固反諜“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（額定電壓為3.8 V，額定電流約為0.3 A）B.電流表A（00.6 A，內(nèi)

7、阻約為0.5Q）C.電壓表V（06 V，內(nèi)阻約為5 kQ）D.滑動變阻器R（010Q,2 A）E.滑動變阻器Ra（0100Q,0.2 A）F.電源（6 V，內(nèi)阻不計）G開關及導線若干流的增大而（填“增大”“減小”或“不變”）實驗中滑動變阻器選 _（填“R”或“R）（2）該同學設計了實驗測量電路，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線將實驗電路連接完整.n rTITr門iT廠門T_ni iJIi 3 X EuiJT bi n r r j-i rr M r rp-J 0IC0IC03IDI-I nTm r r

8、mir j I LIJ ILIJj| H + h IH * KIH 4 IT尸IT TI j iLIJi cr n r rI-It- Q工匚口工?匸12 t 02 rc iL1 i Li-i-r mi 1ECO ICO J J JL.Ijl-l A L I JT Fl*l =1 r Li r t F rnlli匚口二HLL0.1 0.2 0.該同學根據(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4.02.0Ool LU J|斗Ml 4I-III2】合案精析 知識探究、電流電壓大于小于大小1.電流表 電壓表2.滑動變阻器電 ， 流表3.(1)量程斷開零4.平滑的曲線5.(

9、1)橫大增大7.(1)分壓式（2）外接典型例題例1（1）描繪小燈泡的I-U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)如圖所示解析因?qū)嶒災康氖且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的最大阻值遠大于小燈泡內(nèi)阻8Q，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系差，3810X10故舍去.小燈泡內(nèi)阻為電流表內(nèi)阻的=20倍，電壓表內(nèi)阻是小燈泡的=1 250倍,0.48故電流表采用外接法.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，曲線開始呈直線說明開始時電阻