浙江省嘉兴市秀州中学高中物理 描绘小灯泡的伏安特性曲线导学案（无答案）新人教版选修31.doc

浙江省嘉兴市秀州中学高中物理 描绘小灯泡的伏安特性曲线导学案（无答案）新人教版选修3-1(1)实验目的：描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律(2)实验原理：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(u，i)值，在iu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就得到小灯泡的伏安特性曲线(3)实验器材：小灯泡(3.8 v,0.3 a)或(9 v,0.7 a)一个，电压表(03 v15 v)，电流表(00.6 a3 a)各一个，滑动变阻器(20 )一个，学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔(4)实验步骤：按下图连接好实验电路把滑动变阻器的滑片调节到a端，电路经检查无误后闭合开关s.改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数i和u，记入记录表格内，断开开关s.在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流i，横轴表示电压u，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线拆去实验线路，整理好实验器材(5)注意事项开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑到使灯泡两端电压为零的位置，如图中a端在增大电压的过程中，要确保不超过小灯泡的额定电压在选择电表的量程时，掌握以下原则：在测量值不超过电表量程的前提下，指针尽量偏转至量程左右在坐标纸上建立坐标系时，横、纵坐标所取的分度比例要适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸连线时一定要用平滑的曲线，不能画成折线另：一 滑动变阻器的两种连接方法(1)滑动变阻器的限流接法电路如图所示，其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流，移动滑动变阻器的滑动片p可以改变连入电路中的阻值，从而控制负载r中的电流大小，图中滑动触头滑至b端时，连入电路中的电阻值为最大值，此时电流最小，因此，在实际电路中，闭合开关前，应将p移至b端设电源电动势为e (内阻忽略) ，滑动变阻器的最大阻值为ro,则负载r两端的电压变化范围为e. (2)滑动变阻器的分压接法电路如图所示，其中滑动变阻器的作用是用来调节负载r上的电压，由电路分析可知，连接方式为ap间的电阻与r并联，然后与pb间的电阻串联，因此当滑动触头由a向b滑动时，加在r上的电压渐渐增大，所以，在实际电路中，闭合开关前，应将p移到a端，此时r两端的电压为零设电源电动势为e，则负载r两端的电压变化范围为0e.二：两种接法的比较限流接法起降压限流作用；分压接法起分压、分流作用用限流接法时，负载电压、电流调节范围比分压电路小，在同样的负载电压下，电路消耗功率比分压电路小(4)两种电路的选择原则要求回路中的某部分电路的电压从零开始连续变化，必须选择分压接法若采用限流接法，题目所提供的实验仪器，电表量程或电阻的最大允许电流不够，则选择分压接法滑动变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻时，必须选择分压接法分压、限流都可以时，因为限流时能耗小，优先采用限流接法三：伏安法测电阻的两种接法两种接法的电路及误差分析对照表比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大测量结果r测rarxrx，测量值偏大r测rx，测量值偏小适用条件rxra，测量大电阻rxrv，测量小电阻例题1在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡l、量程恰当的电流表a和电压表v、直流电源e、滑动变阻器r、电键s等，要求灯泡两端电压从0 v开始变化(1)实验中滑动变阻器应采用_接法(填“分压”或“限流”)(2)某同学已连接如下图所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正a_b_例题2某研究性学习小组为了探究灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关实验以下是实验中可供选择的器材：a.待测小灯泡(额定功率6 w，额定电流0.5 a)；b.电流表(00.6 a，内阻0.1 )；c.电压表(05 v，内阻5 k)；d.电压表(015 v，内阻15 k)；e.滑动变阻器(050 )；f.滑动变阻器(01 000 )；g.直流电源(电压15 v，内阻可忽略)；h.电键一个、导线若干实验中调节滑动变阻器，小灯泡两端电压可以在零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流(1)请在实线方框中画出为完成上述实验而设计的电路图，并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号(2)如上图所示是该小组测得小灯泡的iu图线，由图线可知，小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而_(填“增大”、“减小”或“不变”)；当小灯泡两端所加电压为6 v时，其灯丝电阻值约为_ .例题3.某同学用图2所示电路，测绘标有“3.8 v,0.3 a”的小灯泡的灯丝电阻r随电压u变化的图象.除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:电流表：a1（量程100 ma，内阻约2）； a2（量程0.6 a，内阻约0.3)；电压表：v1(量程5 v，内阻约5k )；v2（量程15 v，内阻约15 )；电源：e1（电动势为1.5 v，内阻为0.2）； e2（电动势为4v，内阻约为0.04）。变阻器：r1（010）r2（01000）(1)为了调节方便，测量准确，实验中应选用电