高中物理 第3章 第5講 實(shí)驗(yàn) 描繪小燈泡的伏安特性曲線課件 魯科版選修31

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1、高中物理高中物理選修選修3-1魯科版魯科版第三章第三章 恒定電流恒定電流第五講第五講 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線目標(biāo)定位目標(biāo)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掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法. 12目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)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 3會(huì)正確選擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)電路會(huì)正確選擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)電路. 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)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

2、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彎 曲的？曲的？ 1、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 答案：答案：因?yàn)闊襞莸碾娮桦S溫度的升高而增大，又因?yàn)閳D線的斜因?yàn)闊襞莸碾娮桦S溫度的升高而增大，又因?yàn)閳D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(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材 滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器 電流表電流表 3 3、目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)課堂講義課堂講義一、探究實(shí)驗(yàn)原理一、探究實(shí)驗(yàn)原理 1.電流表的內(nèi)接法和外接法的比較電

3、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電壓表的分流電壓表的分流測(cè)量值和真測(cè)量值和真實(shí)值的比較實(shí)值的比較R測(cè)測(cè) RxRA測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)測(cè) 測(cè)量值小于真實(shí)值測(cè)量值小于真實(shí)值適用于測(cè)量適用于測(cè)量測(cè)大電阻，或測(cè)大電阻，或 測(cè)小電阻或測(cè)小電阻或 UI測(cè)測(cè)UI測(cè)測(cè)V+xUII測(cè)VAxxRRRRVAxxRRRR目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)課堂講義課堂講義一、探究實(shí)驗(yàn)原理一、探究實(shí)驗(yàn)原理 2.滑動(dòng)變阻器的兩種接法比較滑動(dòng)變阻器的兩種接法比較

4、 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電變阻器接入電路的特點(diǎn)路的特點(diǎn)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”的接的接法法調(diào)壓范圍調(diào)壓范圍U0U適用情況適用情況(1)要求負(fù)載上電壓或電流要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開(kāi)始變化范圍較大，且從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)連續(xù)可調(diào)(2)負(fù)載電阻的阻值負(fù)載電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻于滑動(dòng)變阻器的總電阻R負(fù)載電阻的阻值負(fù)載電阻的阻值Rx與滑與滑動(dòng)變阻器的總電阻動(dòng)變阻器的總電阻R相差相差不多，或不多，或R稍大，且電壓稍大，且電壓、電流變化不要求從零、電流變化

5、不要求從零調(diào)起調(diào)起xxURRR目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)課堂講義課堂講義二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程 1 1實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)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(shí)物圖按圖所示的電路圖連接好實(shí)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(kāi)關(guān)閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R滑滑，使電流表、電壓表有較小的明顯示數(shù)，使電流表、電壓表有較小的明顯示數(shù)，記錄一組電壓記錄一組電壓U和電流和電流I. (3)用同樣的方法測(cè)量并記錄幾組用同樣的方法測(cè)量并記錄幾組U和和I，填入下表，

6、填入下表. (4)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材 次數(shù)次數(shù)12345678電壓電壓U/V電流電流I/A目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)課堂講義課堂講義(1)(1)在坐標(biāo)紙上建立以在坐標(biāo)紙上建立以U-I直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 (2)在坐標(biāo)紙中描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在坐標(biāo)紙中描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的坐標(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(gè)坐標(biāo)紙為宜標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜) 2數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 (3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，就得到小燈泡的伏安特將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，就得到小燈泡的伏安特性

7、曲線性曲線 3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)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(shuō)明小燈分析：曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變大，說(shuō)明小燈泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大 目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)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(wú)窮大，對(duì)系統(tǒng)誤差：由于電壓表不是理想電

8、表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差 (2)測(cè)量誤差：測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差測(cè)量誤差：測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)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(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差作圖誤差：在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差5注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)要作本實(shí)驗(yàn)要作IU圖線，要求測(cè)出多組包括零在內(nèi)的電壓值、圖線，要求測(cè)出多組包括零在內(nèi)的電壓值、電流值，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法電流值，因此滑動(dòng)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(huà)畫(huà)IU圖線時(shí)縱軸、橫軸的標(biāo)度要適中，以所描繪

9、圖線占圖線時(shí)縱軸、橫軸的標(biāo)度要適中，以所描繪圖線占 據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜，不要畫(huà)成折線，應(yīng)該用平滑的曲線連據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜，不要畫(huà)成折線，應(yīng)該用平滑的曲線連 接，對(duì)個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去接，對(duì)個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去 目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)課堂講義課堂講義 例例 1 有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有有一個(gè)小燈泡上標(biāo)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(gè)燈泡的法描繪這個(gè)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

10、，內(nèi)阻1) D電流表電流表(00.6A,內(nèi)阻內(nèi)阻0.4)E滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(10,2 A) F滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(500,1 A)G學(xué)生電源學(xué)生電源(直流直流6V)、開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干導(dǎo)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(shí)驗(yàn)時(shí)，選用圖中甲而不選用實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用圖中甲而不選用圖乙的電路圖來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)圖乙的電路圖來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)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(kāi)始開(kāi)始 (2)實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用應(yīng)選用_.(

11、用序號(hào)字母表示用序號(hào)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(shí)驗(yàn)器材用實(shí)把圖中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖線連接成實(shí)物電路圖 目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)課堂講義課堂講義例例 2 某同學(xué)在做某同學(xué)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(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)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(hào)號(hào)12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/

12、A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在圖中畫(huà)出在圖中畫(huà)出IU圖象圖象 (2)從圖象上可以看出，當(dāng)電壓逐漸從圖象上可以看出，當(dāng)電壓逐漸增大時(shí)，燈絲電阻的變化情況是：增大時(shí)，燈絲電阻的變化情況是： (3)這表明小燈泡的電阻隨溫度的升這表明小燈泡的電阻隨溫度的升高而高而_。 斜率斜率在變?cè)谧冃⌒在變大在變大開(kāi)始時(shí)不變，后來(lái)增大開(kāi)始時(shí)不變，后來(lái)增大 開(kāi)始時(shí)不變，后來(lái)增大開(kāi)始時(shí)不變，后來(lái)增大 目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí) 在在“描繪小燈泡的伏安特性曲描繪小燈泡的伏安特性曲線線”的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的器

13、的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的器材有：材有：A小燈泡：規(guī)格為小燈泡：規(guī)格為“3.8 V，0.3 A”B電流表：量程電流表：量程00.6 A，內(nèi)，內(nèi)阻約為阻約為0.5 C電流表：量程電流表：量程03 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻約為約為0.1 D電壓表：量程電壓表：量程05 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻約為約為5 kE滑動(dòng)變阻器：阻值范圍滑動(dòng)變阻器：阻值范圍010 ，額定電流，額定電流2 AF電池組：電動(dòng)勢(shì)電池組：電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻約為約為1 G開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)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)為了使測(cè)量盡可能地準(zhǔn)確，為了使測(cè)量盡可能地準(zhǔn)確，需要使小燈泡兩端電壓從需要使小燈泡兩端電壓從

14、0逐漸逐漸增大到增大到3.8 V且能方便地進(jìn)行調(diào)且能方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此電流表應(yīng)選節(jié)，因此電流表應(yīng)選_(填器材前選項(xiàng)填器材前選項(xiàng)) 解析解析 （1）指針偏角應(yīng)大一些，超過(guò)指針偏角應(yīng)大一些，超過(guò)三分之一量程三分之一量程采用分壓式電路采用分壓式電路目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí) 在在“描繪小燈泡的伏安特性曲描繪小燈泡的伏安特性曲線線”的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的器的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的器材有：材有：A小燈泡：規(guī)格為小燈泡：規(guī)格為“3.8 V，0.3 A”B電流表：量程電流表：量程00.6 A，內(nèi)，內(nèi)阻約為阻約為0.5 C電流表：量程電流表：量程03 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻約為約為0.1 D電壓表：量程電壓表：量程05 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻約為約為5 kE滑動(dòng)變阻器：阻值范圍滑動(dòng)變阻器：阻值范圍010 ，額定電流，額定電流2 AF電池組：電動(dòng)勢(shì)電池組：電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻約為約為1 G開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)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(2)根據(jù)你選用的實(shí)驗(yàn)電路，根據(jù)你選用的實(shí)驗(yàn)電路，將圖所示的器材連成實(shí)物電將圖所示的器材連成實(shí)物電路路 分壓效果明顯，采用外接分壓效果明顯，采用外接 目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)再見(jiàn)再見(jiàn)