高三物理教学研讨会公开课：描绘小灯泡的伏安特性曲线.ppt

课题 电学实验专题复习一 描绘小灯泡的伏安特性曲线 教学目标 1 知识与技能 1 掌握测量电路和控制电路的选择方法 2 实验器材的选择和应用2 过程与方法 1 让学生掌握基本电学实验的原理及操作 2 通过本实验的复习 掌握电学实验设计的基本思路和方法3 情感 态度与价值观 1 体会应用知识的乐趣 激发学生兴趣 2 通过实验复习 培养学生实事求是的科学态度 教学重点和难点 1 测量电路和控制电路的选择和应用2 电学实验器材的选择以及实验数据的处理3 电学实验的操作和应用 一 知识梳理 1 两种测量电路的接法 1 用伏安法测电阻的电路有两种 如图甲 乙 其中甲图是电流表的 接法 乙图是电流表的 接法 2 误差分析甲图中是表的作用引起误差 其中表的读数是真实值 表的读数偏r测r真 此电路适用于测电阻乙图中是表的作用引起误差 其中表的读数是真实值 表的读数偏r测r真 此电路适用于测电阻 甲 乙 一 知识梳理 1 两种测量电路的接法 1 用伏安法测电阻的电路有两种 如图甲 乙 其中甲图是电流表的 内 接法 乙图是电流表的 外 接法 2 误差分析甲图中是由于电流表的分压作用引起误差 其中电流表的读数是真实值 电压表的读数偏大r测 r真 此电路适用于测大电阻乙图中是由于电压表的分流作用引起误差 其中电压表的读数是真实值 电流表的读数偏小r测 r真 此电路适用于测小电阻 甲 乙 基本测量电路 判断方法 直接比较法 当待测电阻时 应选用接法 当待测电阻时 应选用接法 临界值法 当时 应选用接法 当时 应选用接法 试触法 若电流表示数变化大 说明 应选接法 若电压表示数变化大 说明 应选接法 基本测量电路 电流表外 电流表内 电流表外 电流表内 电压表分流明显 电流表内 电流表分压明显 电流表外 判断方法 直接比较法 当待测电阻时 应选用接法 当待测电阻时 应选用接法 临界值法 当时 应选用接法 当时 应选用接法 试触法 若电流表示数变化大 说明 应选接法 若电压表示数变化大 说明 应选接法 2 两种控制电路的接法 控制电路的设计 主要是滑动变阻器的两种接法 接法和 接法以下三种情况必须用分压式接法 1 要求负载上电压或电流变化范围 而且从 开始调节 2 负载电阻rx 滑动变阻器总电阻r 3 采用限流电路时 电路中的最 电流 电压 仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流 电压 两种控制电路的接法 控制电路的设计 主要是滑动变阻器的两种接法 限流式接法和分压式接法以下三种情况必须用分压式接法 1 要求负载上电压或电流变化范围大 而且从零开始调节 2 负载电阻rx远大于滑动变阻器总电阻r 3 采用限流电路时 电路中的最小电流 电压 仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流 电压 3 仪器选择 1 安全性原则 通过电源 电表 滑动变阻器 用电器的电流不能超过其允许的 2 精确性原则 选用电表量程应可能减小测量值的相对误差 电压表 电流表在使用时尽可能使指针有 若指针偏转不到满偏角度的 3 读数误差较大 使用欧姆表测电阻时宜选用指针尽可能在附近的倍率挡位 3 便于操作原则 选择控制电路时 既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求 又要注意便于调节和读数 仪器选择 1 安全性原则 通过电源 电表 滑动变阻器 用电器的电流不能超过其允许的 2 精确性原则 选用电表量程应可能减小测量值的相对误差 电压表 电流表在使用时尽可能使指针有 若指针偏转不到满偏角度的 3 读数误差较大 使用欧姆表测电阻时宜选用指针尽可能在附近的倍率挡位 3 便于操作原则 选择控制电路时 既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求 又要注意便于调节和读数 额定电流 较大偏转 中间刻度 观看视频 描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验 实物连接 例1 一个小灯泡的额定电压为2 0v 额定电流约为0 5a 选用下列实验器材进行实验 并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线 a 电源e 电动势为3 0v 内阻不计 b 电压表v1 量程为0 3v 内阻约为1k c电压表v2 量程为0 15v 内阻约为4k d电流表a1 量程为0 3a 内阻约为0 1 e 电流表a2 量程为0 0 6a 内阻约为0 6 f 滑动变阻器r1 最大阻值为l50 额定电流为1 0a g 滑动变阻器r2 最大阻值为l5 额定电流为1 0a h 开关s 导线若干 实验得到如下数据 i和u分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压 1 实验中电压表应选用 电流表应选用 滑动变阻器应选用 请填写选项前对应的字母 解析 1 beg由于测量数据电压最大为2v 电流最大为0 50a 所以实验中电压表应选用量程为电压表v1 电流表应选用量程为0 6a的电流表a2 描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线 必须设计成分压电路 滑动变阻器应选用最大阻值为l5 额定电流为1 0a的滑动变阻器r2 2 请你不要改动已连接导线 在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上 闭合开关前 应使变阻器滑片放在最 填 左 或 右 端 变阻器滑片放在最右端 2 请你不要改动已连接导线 在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上 闭合开关前 应使变阻器滑片放在最 填 左 或 右 端 2 请你不要改动已连接导线 在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上 闭合开关前 应使变阻器滑片放在最 填 左 或 右 端 变阻器滑片放在最左端 3 在下面坐标中画出小灯泡的曲线 3 在下面坐标中画出小灯泡的曲线 4 若将本题中的小灯泡接在电动势是1 5v 内阻是1 0的电池两端 则小灯泡的实际功率约为 保留两位有效数字 4 若将本题中的小灯泡接在电动势是1 5v 内阻是1 0的电池两端 则小灯泡的实际功率约为0 45w 保留两位有效数字 例2 太阳能是一种 绿色 能源 在我国上海举办的2010年世博会上 大量利用了太阳能电池 太阳能电池在有光照时 可以将光能转化为电能 在没有光照时 可以视为一个电学器件 某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法 探究一个太阳能电池在没有光照时 没有储存电能 的i u特性 所用的器材包括 太阳能电池 电源e 电流表a 电压表v 滑动变阻器r 开关s及导线若干 1 为了达到上述目的 应选用图1中的实验电路图是图 填 甲 或 乙 2 该实验小组根据实验得到的数据 描点绘出了如图2的i u图像 由图可知 当电压小于2 00v时 太阳能电池的电阻 填 很大 或 很小 当电压为2 80v时 太阳能电池的电阻约为 1 为了达到上述目的 应选用图1中的实验电路图是图甲 填 甲 或 乙 2 该实验小组根据实验得到的数据 描点绘出了如图2的i u图像 由图可知 当电压小于2 00v时 太阳能电池的电阻很大 填 很大 或 很小 当电压为2 80v时 太阳能电池的电阻约为1 0 103 965 1040 3 如果把太阳能电池换成某一电阻做实验 测绘出此电阻的伏安特性曲线如图3 则随着电压的升高此电阻的阻值 填增大 减小 不变 如果把这个电阻和一个阻值为1 375定值电阻串联后直接接在一个电动势e 1 5伏 内阻r 0 5的电源两端 则此电阻的实际功率为w 保留一位有效数字 3 如果把太阳能电池换成某一电阻做实验 测绘出此电阻的伏安特性曲线如图3 则随着电压的升高此电阻的阻值减小 填增大 减小 不变 如果把这个电阻和一个阻值为1 375定值电阻串联后直接接在一个电动势e 1 5伏 内阻r 0 5的电源两端 则此电阻的实际功率为0 3w 保留一位有效数字 1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 提供的实验器材有 a 小灯泡 额定电压为3 8v 额定电流约为0 3a b 电流表a 0 0 6a 内阻约为0 5 c 电压表v 0 6v 内阻约为5k d 滑动变阻器r1 0 10 2a e 滑动变阻器r2 0 100 0 2a f 电源 6v 内阻不计 g 开关及导线若干 四 课堂训练 1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 提供的实验器材有 a 小灯泡 额定电压为3 8v 额定电流约为0 3a b 电流表a 0 0 6a 内阻约为0 5 c 电压表v 0 6v 内阻约为5k d 滑动变阻器r1 0 10 2a e 滑动变阻器r2 0 100 0 2a f 电源 6v 内阻不计 g 开关及导线若干 四 课堂训练 1 实验中滑动变阻器选 填 r1 或 r2 1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 提供的实验器材有 a 小灯泡 额定电压为3 8v 额定电流约为0 3a b 电流表a 0 0 6a 内阻约为0 5 c 电压表v 0 6v 内阻约为5k d 滑动变阻器r1 0 10 2a e 滑动变阻器r2 0 100 0 2a f 电源 6v 内阻不计 g 开关及导线若干 四 课堂训练 1 实验中滑动变阻器选r1 填 r1 或 r2 2 该同学设计了实验测量电路 通过改变滑动变阻器滑片的位置 使电流表的读数从零开始变化 记录多组电压表的读数u和电流表的读数i 请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整 2 该同学设计了实验测量电路