1、学生实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线,第二章 直流电路,学习目标 1.理解电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择. 2.理解滑动变阻器的两种接法，能进行正确地应用. 3.学会描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法.,内容索引,技能储备 明确原理 提炼方法,题型演练 学以致用 实训演练,达标检测 检测评价 达标过关,技能储备,一、电表的读数方法,对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可. (1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1
2、 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位. (2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.,(3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A. 举例：如图1为电流表和电压表的刻度盘.,图1,甲图中，电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为 A，表针示数为 A；当使用3 A量程时，每一小格为 A，表针示数为 A. 乙图中，电压表使用3 V量程时，每小格为 V，表针示数为 V；使用15 V量程时，每小格为 V，表针示
3、数为 V.,0.02,0.44,0.1,2.20,0.1,1.70,0.5,8.5,二、描绘小灯泡的伏安特性曲线,1.实验原理 用 测出流过小灯泡的电流，用 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起来，即得小灯泡的伏安特性曲线，电路图如图2所示.,图2,2.实验器材 学生电源(46 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V 0.7 A”或“3.8 V 0.3 A”)、 、电压表、 、开关、导线若干、铅笔、坐标纸.,电流表,电压表,滑动变阻器,电流表,3.实验步骤 (1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的 ，按实验电路图连接好实物
4、图.(注意开关应 ，滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为 ) (2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I.,断开,量程,零,(4)断开开关，整理好器材. 4.数据处理 (1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系. (2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点. (3)将描出的点用 连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线.,(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.,平滑的曲线,5.实验结果与数据分析 (1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向 轴弯曲的曲线. (2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化.曲线向横轴弯曲，即曲线
5、上的点与原点的连线的斜率变小，电阻变 ，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而 .,横,大,增大,6.注意事项 (1)因IU图线是曲线，本实验要测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用 接法. (2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表 法. (3)画IU图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去.,分压式,外接,题型演练,例1 在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，选择“3 V 0.5 A”的小灯泡作为研究对象，请回答下面几个问题： (1)下列实验器材中应选择_(填入器材序号) A.电流表(量程00.6
6、A, 内阻约1 ) B.电流表(量程03 A，内阻约1 ) C.电压表(量程015 V，内阻约10 k) D.电压表(量程03 V，内阻约2 k) E.滑动变阻器(阻值0100 ) F.滑动变阻器(阻值010 ) G.电源(电动势约为6 V，内阻不计) H.开关S，导线若干,一、实验原理的理解和实验电路、实验器材的选择,ADFGH,答案,解析,解析 灯泡额定电流为0.5 A，电流表选择A；灯泡额定电压为3 V，电压表选择D；为方便实验操作，滑动变阻器应选择F；实验还需要电源、开关与导线，故需要的实验器材为：ADFGH；,(2)在本实验中，滑动变阻器应采用_(填“分压”或“限流”)接法，电流表应
7、采用_ (填“内”或“外”)接法.,分压,答案,解析,外,解析 描绘小灯泡伏安特性曲线要求电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法；由于灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应采用外接法；,(3)在图3方框中画出实验电路图，并用实线代替导线，将图4中的器材连接成可供实验的电路.,答案,解析,图3,图4,答案 见解析图,解析 滑动变阻器采用分压式接法，电流表采用外接法，电路图如图甲所示：,根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图乙所示：,例2 如图5甲所示为“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡的额定电压为3 V.,答案,二、实验数据处理,图5,(1)在图乙方框图中画出与实
8、物电路相对应的电路图.,答案 见解析图,解析,解析 与实物电路相对应的电路图如图甲所示.,(2)完成下列实验步骤： 闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，滑片应停留在滑动变阻器的最_(选填“左”或“右”)端； 解析 为保护电路安全，开关闭合之前，题图甲中滑动变阻器的滑片应该置于最左端. 闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压；,答案,左,解析,记录如下8组U和I的数据，断开开关.根据实验数据在图丙方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.,答案 见解析图,答案,解析,解析 根据表格中的数据，画出小灯泡的IU图线如图乙所示.,(3)
9、数据分析： 从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是_.,先不变，后逐渐增大,答案,解析,解析 从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是先不变，后逐渐增大.,图线表明导体的电阻随温度的升高而_.,增大,解析 图线表明导体的电阻随温度的升高而增大.,小灯泡正常工作时的电阻约为_.(保留到小数点后一位),14.6 ,答案,解析,解析 根据IU图线可得电压U3 V时，I0.205 A，,达标检测,1.分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.,答案,1,2,3,解析,11.0 V 2.20 V 0.80 A 0.16 A,解析 015 V的最小分度为0.5
10、V，读数为11.0 V； 03 V的最小分度为0.1 V，读数为2.20 V； 03 A的最小分度为0.1 A，读数为0.80 A； 00.6 A的最小分度为0.02 A，读数为0.16 A.,1,2,3,2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验器材如下： 小灯泡L(“3.8 V 0.3 A”) 电压表V(量程05 V，内阻约5 k) 电流表A1(量程0100 mA，内阻约4 ) 电流表A2(量程0500 mA，内阻约0.4 ) 滑动变阻器R1(最大阻值10 ，额定电流1.0 A) 滑动变阻器R2(最大阻值500 ，额定电流0.5 A) 直流电源(电动势约为6 V，内阻不计)
11、 开关S，导线若干 (1)在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选_.,答案,1,2,3,解析,R1,解析 本题滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，应当选用最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选R1.电流表A1的量程太小，故电流表应选A2.,A2,(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号.,答案,1,2,3,解析,答案 见解析图,解析 电路图如图所示，因为灯泡的电阻比较小，电流表用外接法.,3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室备有下列器材供选择： A.待测小灯泡“3 V,0.6 A” B.电流表A1(量程3 A，内阻约为1 ) C.电流表A2(量程0.
12、6 A，内阻约为5 ) D.电压表V1(量程3 V，内阻约为10 k) E.电压表V2(量程15 V，内阻约为50 k) F.滑动变阻器(最大阻值为100 ，额定电流50 mA) G.滑动变阻器(最大阻值为10 ，额定电流1 A) H.电源(电动势为4 V，内阻不计) I.开关及导线等,1,2,3,(1)电流表应选用_；电压表应选_；滑动变阻器应选用_.(填器材前面的字母) (2)在图6甲实物图中，有部分线已连好，要求小灯 泡的电压从零开始测量，请连成符合要求的完整的 电路图.,答案,解析,1,2,3,C,D,G,图6,答案 见解析图,解析 要求小灯泡的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，完整电路图如图所示.,1,2,3,(3)开关闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于_(选填“A端”“B端”或“AB中间”),答案,解析,1,2,3,A端,解析 由题图甲可知，测量电路与滑动变阻器左侧并联，故为了保证电路的安全，开关闭合之前，滑片位置应滑到A端；,(4)某同学实验后作出的IU图像如图乙所示，则当灯泡两端的电压为2.4 V时，灯泡的实际电阻是_ (结果保留两位有效数字).,4.4,解析 由题图乙可知，当电压为2.4 V时，电流I0.55 A，,1,2,3,答案,解析,
