【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．‎ ‎1．电流表内接法与外接法的比较 ‎ ‎ 电流表内接法 电流表外接法 电路图 误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA＞Rx 测量值大于真实值 R测＝＝＜Rx测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx ‎2．电流表内接法与外接法的选择 ‎(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．‎ ‎(2)临界值计算法 Rx＜时，用电流表外接法；‎ Rx＞时，用电流表内接法．‎ ‎(3)实验试探法：按图3接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．‎ 图3‎ ‎3．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较 两种接法的电路图 负载R上电压的调节范围 ≤U≤E ‎0≤U≤E 负载R上电流的调节范围 ≤I≤ ‎0≤I≤ ‎4．滑动变阻器两种接法的适用条件 ‎(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)．‎ ‎(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)．‎ ‎5．常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．‎ ‎(1)0～3 V的电压表和 0～3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．‎ ‎(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.‎ ‎(3)对于 0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半 0.01 A.‎ ‎1．[实验原理与电路设计]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．[数据处理与实物连线](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4‎ ‎(1)部分连线的实物如图4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