【创新设计】2014-2015学年鲁科版物理选修3-1课件：第3章 第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线.ppt

高中物理·选修3-1·鲁科版 第三章 恒定电流 第五讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 目标定位 描绘小灯泡的伏安特性曲线 掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法. 1 2 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法． 3 会正确选择实验器材和实验电路. 预习导学 增大 增大 倒数 想一想：小灯泡的伏安特性曲线是向上弯曲的还是向下弯 曲的？ 1、实验原理 答案：因为灯泡的电阻随温度的升高而增大，又因为图线的斜率表示小灯泡电阻的倒数，所以小灯泡的伏安特性曲线是向下弯曲的曲线． 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2、实验器材 滑动变阻器 电流表 3、 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 一、探究实验原理 1.电流表的内接法和外接法的比较 描绘小灯泡的伏安特性曲线 适用于测量 测量值和真实值的比较 误差原因 电路图 测大电阻，或 R测＝ ＝Rx＋RA 测量值大于真实值 电流表的分压 内接法 测小电阻或 R测＝ ＝ 测量值小于真实值 电压表的分流 外接法 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 一、探究实验原理 2.滑动变阻器的两种接法比较 描绘小灯泡的伏安特性曲线 适用情况 调压范围 变阻器接入电路的特点 电路组成 (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 ～U 采用“一上一下”的接法 限流式 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 0～U 采用“两下一上”的接法 分压式 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 二、实验过程 1．实验步骤 (1)根据小灯泡上（U额，P额）,确定A、V的量程,按图所示的电路图连接好实物图. 描绘小灯泡的伏安特性曲线 (2)闭合开关S，调节R滑，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. (3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表. (4)断开开关，整理好器材． 电流I/A 电压U/V 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 (1)在坐标纸上建立以U-I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度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜) 2．数据处理 (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． 3．实验结果与数据分析 描绘小灯泡的伏安特性曲线 (1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线． (2)分析：曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大． 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 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． 描绘小灯泡的伏安特性曲线 (3)作图误差：在坐标纸上描点、作图带来误差． 5．注意事项 (1)本实验要作I—U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I—U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． 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 例 1 有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I—U图线.现有下列器材供选用： A．电压表(0～5 V,内阻10 kΩ) B．电压表(0～15V,内阻20kΩ) C．电流表(0～3A，内阻1Ω) D．电流表(0～0.6A,内阻0.4Ω) E．滑动变阻器(10Ω,2 A) F．滑动变阻器(500Ω,1 A) G．学生电源(直流6V)、开关、导线若干 描绘小灯泡的伏安特性曲线 (1)实验时，选用图中甲而不选用 图乙的电路图来完成实验，请说 明理由： 解析 (1) 需要多次改变小灯泡两端的电压 可以从0开始 (2)实验中所用电压表应选___,电流表应选用___，滑动变阻器应选用____.(用序号字母表示) (2) 分压式，电阻越小越好 A D E (3)把图中所示的实验器材用实 线连接成实物电路图． 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 例 2 某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲