2020版高考物理总复习8第4讲实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线教案新人教版

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1、第4讲　实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的1．描绘小灯泡的伏安特性曲线。2．分析曲线的变化规律。二、实验原理1．用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(I，U)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来。2．电流表采用外接法(填“内接”或“外接”)，因为小灯泡电阻很小，如果内接电流表，分压明显。滑动变阻器采用分压式，使电压能从0开始连续变化。三、实验器材小灯泡，4～6V学生电源，滑动变阻器，电压表，电流表，开关，导线若干。四、实验步骤1．连接电路将小灯泡

2、、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路。2．测出小灯泡在不同电压下的电流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，并将测量数据填入表格。3．画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以I为纵轴，以U为横轴，建立坐标系。(2)在坐标纸上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)(3)将描出的点用平滑曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。(4)拆除电路、整理仪器。五、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

3、泡(3.8V　0.3A)的电阻很小，与量程为0～0.6A的电流表串联后，电流表的分压影响很大。(2)滑动变阻器应采用分压式连接，目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化。2．闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到使小灯泡分得电压为0的一端，可以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化，同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端因电压过大而烧坏灯丝。3．U－I图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右描点要密，以防止出现较大误差。4．电流表选择0.6A量程，电压表量程的选择视小灯泡的额定电压而定，即使用的若是

4、“3.8V　0.3A”的小灯泡，选用电压表的15V量程，若使用“2.5V　0.6A”的小灯泡，则选用电压表的3V量程。5．保持小灯泡电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值时，记录I后马上断开开关。6．误差较大的点要舍去，U－I图象应是平滑曲线而非折线。六、误差分析1．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．测量时读数带来误差。3．在坐标纸上描点、作图带来误差。　　　　　　　　　　　　(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)1．灯泡的电阻较小，用伏安法测电阻时应采用电流表外接法。(√)

5、2．为了多测几组数据，滑动变阻器应用分压式接法。(√)3．用电流表外接法测电阻时，由于电压表的分流作用，致使电阻测量值偏大。(×)1．(伏安法测电阻)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx阻值约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1______(填“

6、大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。解析　因为Rx≈200Ω，而RV≈2kΩ，RA≈10Ω，有Rx>，所以选用电流表内接法误差较小，即Rx1更接近于真实值。根据“大内偏大，小内偏小”可知Rx1大于真实值，Rx2小于真实值。答案　Rx1　大于　小于2．(图象法处理数据)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流—电压的数据如下表所示：电流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2电压U/V0

7、.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线。(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示；请指出图线的特征，并解释形成的原因。答案　(1)如图所示(2)电阻随电流增大存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同。第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢。考点1　实物图连接和数据处理考

8、点

9、速

10、通1．各导线都应连接在接线柱上

11、。2．不应在导线中间出现交叉，导线不能跨过仪器。3．连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。4．开关要控制整个电路。典

12、例

13、微

14、探【例1】　某学习小组欲探究小灯泡(“3V、1.5W”)的伏安特性，可提供的实验器材如下：A．电池组：电动势约4.5V，内阻可不计；B．双量程的电压表：V1：量程为0～3V、内阻约为3kΩ；V2：量程为0～15V、内阻约为