（新课标）高考物理一轮总复习实验九描绘小电珠的伏安特性曲线教案

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1、实验九　描绘小电珠的伏安特性曲线[实验目的]1.描绘小电珠的伏安特性曲线．2.分析伏安特性曲线的变化规律．[实验原理]1.测多组小电珠的U、I的值，并绘出I－U图象．2.由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．[实验器材]学生电源(4～6V直流)或电池组、小电珠(3.8V0.3A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干．[实验步骤]1.确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按实验原理图连接好实验电路．2.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S.3.

2、移动滑动变阻器滑片位置，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中，断开开关S.U/V00.20.40.60.81.01.2I/AU/V1.62.02.42.83.23.64.0I/A4.拆除电路，整理仪器．[数据处理]1.在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，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.将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．[误差分析]1.由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的

3、影响会带来误差．2.电流表、电压表的读数带来误差．3.在坐标纸上描点、作图带来操作误差．[注意事项]1.电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：小电珠(3.8V　0.3A)的电阻很小，与0～0.6A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：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化．2.闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．3.I－U图线在U0＝1.0V左右将发生明显

4、弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差．4.当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关．5.误差较大的点舍去，I－U图线应是平滑曲线而非折线．[实验改进]1.数据处理方式的改进：采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理．2.与原数据处理方式的比较(1)原方案①优点：由学生读出电压表、电流表的数据，并动手绘出伏安特性曲线，可锻炼学生的读数、动手操作能力．②缺点：学生读数、绘图带来较大误差．(2)改进方案①优点：电压、电流由传感器测出，由计算机进行数据分析，再进行绘图，快捷

5、、准确且误差较小．②缺点：一切在计算机上进行，学生的动手能力得不到锻炼．热点一　实验原理与电路连接[典例1]　小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压)．实验时用到的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0～10Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干．I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)在虚线框中画出实验

6、电路图．要求尽量减少实验误差．(2)在方格图中画出小灯泡的U－I曲线．解析：(1)要研究小灯泡的伏安特性曲线，需要电压从零开始，所以采用滑动变阻器的分压接法，因为小灯泡的电阻和电流表的内阻相接近，所以采用电流表的外接法，如图所示．(2)将测得的数据在图象上用描点法描出来，然后用平滑的曲线连接.答案：(1)图见解析　(2)图见解析1.某学习小组的同学探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0V　0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，内阻r2＝0.2Ω；电

7、压表V，量程3V，内阻rV＝9kΩ；标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干．(1)甲同学设计了如图甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图乙所示，请问读数为V，此时L的电阻为Ω.(2)乙同学又设计了如图丙所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是V．(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图丁所示的虚

8、线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．解析：(1)因为电压表的量程为3V，所以分度值为0.1V，故示数为2.30V，根据欧姆定律R＝＝5Ω.(2)串联一个定值电阻，相当于增加了电压表的量程，因为电压表内阻和R2之比为3∶1，故根据欧姆定律可得电压表两端的电压与电阻R2两端的电压之比为3∶1，因为电压表满偏，故电压表示数