1、第二章 2 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 目标定位 1.会正确选择实验器材和实验电路.2.描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法.3 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 1 预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究 3 对点练习 巩固应用反馈 4 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 预习导学 梳理识记点拨 1.实验原理由于通过小灯泡的电流越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻率随温度的升高而，因此灯丝的电阻随温度的升高而.由R 得，在IU坐标系中，图线上点与原点连线的斜率等于电阻的，故画出的小灯泡的IU图线为曲线.UI增大增大
2、倒数5 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 2.实验器材 学生电源(46 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V 0.7 A”或“3.8 V 0.3 A”)、电压表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸.3.在方框中画出小灯泡伏安特性曲线的电路图.滑动变阻器电流表6 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 课堂讲义 理解深化探究 一、探究实验原理1.电流表的内接法和外接法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表的分压 电压表的分流 7 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 内接法 外接法 测量值和真实值的比较 R测RxRA 测量值大于真实值 R测 测量值小于真实值 适用于测量 测大电阻或测小
3、电阻或U测I测U测I测U测IxIVRxRARVRxRVRxRxRA8 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 2.滑动变阻器的两种接法比较接法项目 限流式 分压式 电路组成 变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“两下一上”的接法 9 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 接法 项目 限流式 分压式 调压 范围 EE(不计电源内阻)0E(不计电源内阻)适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起(1)要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R RxRRx10 第5讲
4、 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 二、实验过程1.实验步骤(1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，按图1所示的电路图连接好实物图.(2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I.图111 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压U/V 电流I/A (4)断开开关，整理好器材.12 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 2.数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系.(2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点.(坐标系纵轴和横轴的标
5、度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线.13 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 3.实验结果与数据分析(1)结果：描绘出的小灯泡的伏安特性曲线不是直线，而是曲线.(2)分析：曲线的斜率变小，即电阻变大，说明小灯泡的电阻随温度升高而增大.14 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 4.误差分析(1)系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差.(2)测量误差：测量时读数带来误差.(3)作图误差：在坐标纸上描点、作图带来误差.15 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 5.注意事项(1)本
6、实验要作IU图线，要求测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法.(2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法.(3)画IU图线时纵轴、横轴的标度要适中，以所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去.16 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 典例分析例1 一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线.现有下列器材供选择：A.电压表(05 V，内阻10 k)B.电压表(015 V，内阻20 k)C.电流表(03 A，内阻1)D.电流表(00.6 A，内阻0.4)17 第5讲 实验：描绘
7、小灯泡的伏安特性曲线 E.滑动变阻器(10，2 A)F.滑动变阻器(500，1 A)G.电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图2中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_.图218 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)实验中所用电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_.(用字母序号表示)(3)把图3所示的实验器材用实线连接成实物电路图.图319 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 解析 因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用图甲所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据.因小灯泡额定电压为4
8、 V，则电压表选量程为05 V的A而舍弃量程为015 V的B，因15 V的量程太大，读数误差大，小灯泡的额定电流I0.5 A，则电流表只能选D.20 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8，调节不方便，电压变化与滑动变阻器使用部分的长度线性关系差，故舍去.小灯泡内阻为电流表内阻的 80.420 倍，电压表内阻是小灯泡内阻的1010381 250 倍，故电流表采用外接法.21 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 答案(1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)A D E(3)如图所示22 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
9、例2 某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中得到如表所示的几组U和I的数据：编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 23 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)在图4中画出IU图象.图4(2)从图象上可以看出，当电压逐渐增大时，小灯泡电 阻 的 变 化 情 况 是_.(3)这表明小灯泡的电阻随温度的升高而_.开始时不变，后来增大增大解析 画出IU图象如图所示，曲线开始呈直线状说明开始时电阻不变
10、，后来逐渐靠近U轴说明电阻增大.24 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 对点练习 巩固应用反馈 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：小灯泡L(“3.8 V 0.3 A”)电压表V(量程05 V，内阻5 k)电流表A1(量程0100 mA，内阻4)电流表A2(量程0500 mA，内阻0.4)25 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 滑动变阻器R1(最大阻值10，额定电流1.0 A)滑动变阻器R2(最大阻值500，额定电流0.5 A)直流电源E，电动势约为6 V(内阻约为0.5)(1)在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选_.解析 本题变压器采用分压式接法，通常应当选用最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选R1.电流表A1的量程太小，故电流表应选A2.R1A226 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号.27 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 解析 电路图如图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压式接法；因为灯泡的电阻比较小，电流表用外接法.答案电路图见解析图