高三物理一轮复习导学案：描绘小灯泡的伏安特性曲线

编号:44高三物理(理)第=page1*2-11页(共4页)高三物理(理)第=page1*22页(共4页)必修3第十一章电路及其应用8.4描绘小灯泡的伏安特性曲线学案44姓名_______班级_______学号_______【复习目标】1、识记实验目的和实验原理。2、描述实验步骤和数据处理。3、说出误差来源和注意事项。4、再认测量仪器、仪表的读数。5、能画出实物图连接和进行数据处理。6、识别实验的迁移。拓展和创新。【复习重点】实验图的连接与数据处理；2、误差分析；3、实验迁移和创新【复习难点】1、实验的误差分析和数据处理；实验的迁移和创新。易错易混点：注意在描绘小灯泡的伏安特性曲线时要用平滑的曲线连接各点；由于小灯泡的电阻很小，所以电流表采用外接法，若是电流表采用内接法则会分压明显，加大实验误差；设计电路时滑动变阻器应采用分压式接法；【知识点归纳】（选修3-1P47）知识点1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。知识点2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。知识点3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。知识点4实验步骤1．连接电路将小灯泡、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。知识点5注意事项1．电路的连接方式。(1)电流表应采用外接法，因为小灯泡(3.8V0.3A)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“3.8V0.3A”的小灯泡，选用电压表的15V量程，若使用“2.5V0.6A”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。知识点6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。()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。()考点一、实物图连接和数据处理学法指导：掌握测量小灯泡的伏安特性曲线的方法。【典例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0～15V、内阻约15kΩC．双量程的电流表：A1：量程为0～0.6A、内阻约为1Ω；A2：量程为0～3A、内阻约0.1ΩD．滑动变阻器R：阻值范围为0～10Ω、允许通过的最大电流为2A；E．开关S，导线若干。在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题：(1)根据以上器材，用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接成完整电路。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到________(填“A”或“B”)端。(3)调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表，请在如图乙所示的坐标纸上画出小灯泡的U－I图线。(4)根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为________Ω。(结果保留两位有效数字)考点二、实验的迁移、拓展和创新学法指导：记住课本上的小灯泡伏安特性曲线的实验原理和步骤【典例2】[两种图线结合处理实验数据]由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线．可供选择的实验器材有：待测电阻器Rx(2.5V,1.2W)B．电流表A(0～0.6A，内阻为1Ω)C．电压表V(0～3V，内阻未知)D．滑动变阻器(0～10Ω，额定电流为1A)E．电源(E＝3V，内阻r＝1Ω)F．定值电阻R0(阻值为5Ω)G．开关一个和导线若干(1)实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图．(2)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：I/A50.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00UR/V50.600.901.452.052.52其中，I是电流表的示数，U是电压表的示数，UR是电阻器两端的实际电压．在图5中画出电阻器的伏安特性曲线．(3)该同学将本实验中的电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是________W．(结果保留两位小数)【知识结构构建】1.实验器材选取:(1)原则：①安全；②精确；③操作方便．(2)具体要求①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过0.6A.②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流．③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值．④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的eq\f(1,3)以上．⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器．2.器材的选择方法:(1)电流表和电压表的选择①根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择。②根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择。③根据电源的参数进行选择。(2)控制电路的选择：当滑动变阻器的最大电阻远小于待测电阻或要求电流从零开始调节时，变阻器应采用分压式接法；当滑动变阻器的最大电阻和待测电阻接近时，选用限流式接法。【训练检测】1.某实验小组要精确测定额定电压为2.5V的LED灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时的电阻约为500Ω，电路符号与小灯泡相同。实验室提供的器材有：A．电流表(量程0～10mA，内阻RA1约为3Ω，示数用I1表示)B．电流表(量程0～3mA，内阻RA2＝15Ω，示数用I2表示)C．定值电阻R1＝697ΩD．定值电阻R2＝985ΩE．滑动变阻器R(量程0～20Ω)F．电压表(量程0～12V，内阻RV＝1kΩ，示数用U表示)G．蓄电池(电动势12V，内阻很小)H．开关一个，导线若干(1)实验电路图如图甲所示，请选择合适的器材，电表1为________，电表2为____________，定值电阻为____________；(填器材前字母代号)(2)将图乙中的实物图按照实验电路图补充完整；(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻的表达式为Rx＝____________。(用相应字母表示)2.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．某实验小组用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I­U特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电