【物理】2018届人教版第7章实验9测绘小灯泡的伏安特性曲线教案

【物理】2018届人教版第7章实验9测绘小灯泡的伏安特性曲线教案

实验9　测绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎1．实验原理 ‎(1)测多组小灯泡的U、I的值，并绘出IU图象；‎ ‎(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．‎ ‎2．实验器材 小灯泡“3.8 V　0.3 A”、电压表“0～3V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．‎ ‎3．实验步骤 ‎(1)画出电路图(如实验原理图1)．‎ 图1‎ ‎(2)将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图2所示的电路．‎ 图2‎ ‎(3)测量与记录 移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．‎ ‎(4)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在坐标纸上描出各组数据所对应的点．‎ ‎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．‎ ‎4．实验器材选取 ‎(1)原则：①安全； ②精确； ③操作方便．‎ ‎(2)具体要求 ‎①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过0.6 A.‎ ‎②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流．‎ ‎③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值．‎ ‎④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上．‎ ‎⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器．‎ ‎5．注意事项 ‎(1)电路的连接方式：‎ ‎①电流表应采用外接法：因为小灯泡(3.8 V　0.3 A )的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．‎ ‎②滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化．‎ ‎(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为零的一端，使开关闭合时小灯泡的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．‎ ‎(3)IU图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差．‎ 一、实验原理与电路设计 ‎1．金属材料的电阻值会随温度的升高而变大，那么这种金属材料的IU图线应是(　　)‎ C　[在伏安特性曲线中，图线的斜率的倒数表示电阻．金属材料随着温度的升高、电阻变大，随着U的增大，图线的斜率变小，故选项C正确．]‎ ‎2.以下是“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤：‎ 图3‎ A．闭合开关，调节滑片位置，记下每次调节时电流表、电压表的一组示数I、U，测出若干组数据．‎ B．将电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路，滑动变阻器采用分压式接法，如图3所示．‎ C．调节滑片，使闭合开关前滑片处于滑动变阻器的最左端．‎ D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线．‎ ‎(1)以上各步骤中存在错误或不足的是________．应如何改正？__________‎ ‎________________________________________________________________.‎ ‎(2)将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来________________________‎ ‎_______________________________________________________________.‎ ‎【答案】　(1)D　应将各点用平滑的曲线连接起来 ‎(2)BCAD ‎3．如图4所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求小灯泡两端的电压能从零开始变化，那么实验电路应该选择________(填“甲”或“乙”)．此时滑动变阻器在电路安全的情况下，应越________(填“大”或“小”)越好．‎ 甲　　　　　　　乙 图4‎ ‎【解析】　描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，要求小灯泡两端的电压能从零开始变化，滑动变阻器必须采用分压式接法，故实验电路应该选择乙；在滑动变阻器分压式接法中，在电路安全的情况下，为便于调节，应选择总阻值较小的变阻器．‎ ‎【答案】　乙　小 二、数据处理与实物连线 ‎4．(2016·浙江4月学考)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡额定电压为2.5 V、电流为‎0.3 A.‎ 甲　　　　　　　　　乙 图5‎ ‎(1)部分连线的实物如图5甲所示，请完成实物连接图；‎ ‎(2)某次实验中，当电流表的示数为‎0.18 A，电压表的指针如图乙所示，则电压为________V，此时小灯泡的功率是________W；‎ ‎(3)正确测量获得的伏安特性曲线是下列图象中的________(填字母)．‎ A　　　　B　　　　　C　　　　D ‎【解析】　(1)本实验小灯泡电阻较小，采用电流表外接法，因为要描绘伏安特性曲线，电压要从零开始调节，所以变阻器采用分压式接法．‎ ‎(2)电压表读数为1.49 V，由P＝UI得，功率为0.27 W.‎ ‎(3)随着电压和电流的增大，小灯泡功率增大，温度升高，电阻值也增大，故图线如C所示．‎ ‎【答案】　　(1)如图所示 ‎(2)1.48～1.50均可　0.27‎ ‎(3)C ‎5．某同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中得到如下一组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 发光情况 不亮　微亮　逐渐变亮　正常发光 ‎(1)在图6中画出IU图线．‎ 图6‎ ‎(2)从图线可以看出，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________．‎ ‎(3)这表明灯丝的电阻随着温度的升高而________．‎ ‎【解析】　画图线时所取标度必须合适，以所画图线尽量布满坐标纸为宜，且使尽可能多的点分布在图线上，其余点均匀分布在两侧，个别离线较远的点舍去．‎ ‎【答案】　　(1)IU图线如图所示 ‎(2)开始不变，后来逐渐增大　(3)增大