高考物理 核心要點(diǎn)突破系列 第14章第八節(jié)《實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線》知能優(yōu)化訓(xùn)練課件 新人教版選修31

第八節(jié)第八節(jié)實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第八節(jié)第八節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升知道小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升高而增大高而增大2會(huì)正確的選擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)電路會(huì)正確的選擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)電路3會(huì)描繪小燈泡伏安特性曲線，掌握分析圖線的會(huì)描繪小燈泡伏安特性曲線，掌握分析圖線的方法方法重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.采用電流表內(nèi)、外接法的選擇依采用電流表內(nèi)、外接法的選擇依據(jù)據(jù)2滑動(dòng)變阻器的兩種接法的選擇依據(jù)滑動(dòng)變阻器的兩種接法的選擇依據(jù)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?知道小燈泡的燈絲電阻是隨溫度的升高而增大知道小燈泡的燈絲電阻是隨溫度的升高而增大的的2會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需器材選擇正確的實(shí)驗(yàn)電路會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需器材選擇正確的實(shí)驗(yàn)電路對(duì)于一個(gè)小燈泡，若所加電壓不同，其亮度不同，對(duì)于一個(gè)小燈泡，若所加電壓不同，其亮度不同，也可說燈絲的溫度不同，導(dǎo)致燈絲的電阻率發(fā)生也可說燈絲的溫度不同，導(dǎo)致燈絲的電阻率發(fā)生變化，則其阻值就不是一個(gè)確定值，其變化，則其阻值就不是一個(gè)確定值，其UI圖線圖線就不是直線就不是直線三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材小燈泡、直流電源、電壓表、電流表、變阻器、小燈泡、直流電源、電壓表、電流表、變阻器、導(dǎo)線若干、開關(guān)、坐標(biāo)紙、鉛筆導(dǎo)線若干、開關(guān)、坐標(biāo)紙、鉛筆四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟圖圖14821按圖按圖1482連接電路，在閉合開關(guān)前變阻連接電路，在閉合開關(guān)前變阻器的滑片靠近圖中所示的器的滑片靠近圖中所示的A端端2閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，讀出幾組，讀出幾組U、I值，并值，并記錄在表格中記錄在表格中3在坐標(biāo)紙上建立在坐標(biāo)紙上建立UI坐標(biāo)系，將所得幾組坐標(biāo)系，將所得幾組U、I值在坐標(biāo)系中描出所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)值在坐標(biāo)系中描出所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)4用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，即為用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，即為UI圖圖線線五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理1在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流流I，橫軸表示電壓，橫軸表示電壓U，并在其上描出實(shí)驗(yàn)中記錄，并在其上描出實(shí)驗(yàn)中記錄的的I和和U值值2用平滑的曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來，便得到小用平滑的曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來，便得到小燈泡的伏安特性曲線燈泡的伏安特性曲線六、誤差分析六、誤差分析1電壓表、電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響造成誤差電壓表、電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響造成誤差2讀數(shù)不準(zhǔn)造成誤差讀數(shù)不準(zhǔn)造成誤差3描點(diǎn)不準(zhǔn)造成誤差描點(diǎn)不準(zhǔn)造成誤差七、注意事項(xiàng)七、注意事項(xiàng)1閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到電壓應(yīng)移到電壓輸出最小位置輸出最小位置2開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端的電壓逐漸增大的過程中可在電壓表小燈泡兩端的電壓逐漸增大的過程中可在電壓表讀數(shù)每增加一個(gè)定值時(shí)讀取一組數(shù)據(jù)，但不允許讀數(shù)每增加一個(gè)定值時(shí)讀取一組數(shù)據(jù)，但不允許電壓表的示數(shù)超過小燈泡的額定電壓電壓表的示數(shù)超過小燈泡的額定電壓3建立坐標(biāo)系的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)數(shù)據(jù)畫出建立坐標(biāo)系的標(biāo)度要合理，使得根據(jù)數(shù)據(jù)畫出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙，要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙，要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接，不要連成折線點(diǎn)連接，不要連成折線核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、為什么采取電流表外接法？一、為什么采取電流表外接法？由于實(shí)驗(yàn)用的小燈泡是由于實(shí)驗(yàn)用的小燈泡是“4 V,0.7 A”或或“3.8 V,0.3 A”的規(guī)格，前者在額定電壓下工作時(shí)的電阻為的規(guī)格，前者在額定電壓下工作時(shí)的電阻為5.7 ，而后者為，而后者為12.7 ，電阻都不太大，與一般電，電阻都不太大，與一般電流表的內(nèi)阻相差不太懸殊，而與一般電壓表的內(nèi)流表的內(nèi)阻相差不太懸殊，而與一般電壓表的內(nèi)阻相比要小得多，因此宜采用電流表外接法，以阻相比要小得多，因此宜采用電流表外接法，以減小誤差減小誤差二、為什么滑動(dòng)變阻器采取分壓式接法？二、為什么滑動(dòng)變阻器采取分壓式接法？因?yàn)樵诒緦?shí)驗(yàn)中，要求電壓的變化范圍大而且分因?yàn)樵诒緦?shí)驗(yàn)中，要求電壓的變化范圍大而且分度小度小(在在03.8 V或或04 V的范圍內(nèi)讀取的范圍內(nèi)讀取12個(gè)值個(gè)值)，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的特點(diǎn)，決定了必須采用分壓接根據(jù)滑動(dòng)變阻器的特點(diǎn)，決定了必須采用分壓接法法滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法的幾種情況如下：滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法的幾種情況如下：1當(dāng)用電器當(dāng)用電器(被測(cè)電阻被測(cè)電阻)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器全電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器全電阻時(shí)，且實(shí)驗(yàn)要求電壓的變化范圍較大；時(shí)，且實(shí)驗(yàn)要求電壓的變化范圍較大；2明確要求某部分電路的電壓從零開始變化明確要求某部分電路的電壓從零開始變化(本本實(shí)驗(yàn)就是如此實(shí)驗(yàn)就是如此)；3若采用限流接法，電路中的最小電流仍超過用若采用限流接法，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流電器的額定電流根據(jù)上述理由，本實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖根據(jù)上述理由，本實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖1482.三、小燈泡的三、小燈泡的IU圖線為什么不是直線？圖線為什么不是直線？圖圖1483小燈泡的小燈泡的IU曲線特點(diǎn)：因?yàn)殡S著電流的增大，曲線特點(diǎn)：因?yàn)殡S著電流的增大，小燈泡的功率小燈泡的功率(實(shí)際功率實(shí)際功率)增大，溫度升高，電燈增大，溫度升高，電燈絲的電阻增大絲的電阻增大(材料的電阻率增大材料的電阻率增大)，因此，燈絲，因此，燈絲電阻并不是一個(gè)定值，電流與電壓成正比在此并電阻并不是一個(gè)定值，電流與電壓成正比在此并不適用不適用由于電流越大，燈絲電阻越大，其由于電流越大，燈絲電阻越大，其IU曲線應(yīng)大曲線應(yīng)大致如圖致如圖1483所示在該曲線上，任意點(diǎn)切線所示在該曲線上，任意點(diǎn)切線的斜率越大，電阻越小；斜率越小，電阻越大的斜率越大，電阻越小；斜率越小，電阻越大課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練 某同學(xué)測(cè)量阻值約為某同學(xué)測(cè)量阻值約為25 k的電阻的電阻Rx，現(xiàn)，現(xiàn)備有下列器材：備有下列器材：A電流表電流表(量程量程100 A, 內(nèi)阻約內(nèi)阻約2 k)；B電流表電流表(量程量程500 A, 內(nèi)阻約內(nèi)阻約300 )；C電壓表電壓表(量程量程15 V, 內(nèi)阻約內(nèi)阻約100 k)；D電壓表電壓表(量程量程50 V, 內(nèi)阻約內(nèi)阻約500 k)；E直流電源直流電源(20 V, 允許最大電流允許最大電流1 A)；F滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(最大阻值最大阻值1 k，額定功率，額定功率1 W)；G開關(guān)和導(dǎo)線若干開關(guān)和導(dǎo)線若干器材的選擇與電路連接器材的選擇與電路連接電流表應(yīng)選電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選_(填填字母代號(hào)字母代號(hào))該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測(cè)量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在連線上存在的問題：請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在連線上存在的問題：_；_.【答案答案】BC電流表應(yīng)采用內(nèi)接的方式電流表應(yīng)采用內(nèi)接的方式滑動(dòng)變滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法阻器應(yīng)采用分壓式接法【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)應(yīng)考慮器材量程、量度選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)應(yīng)考慮器材量程、量度要求及誤差最小的原則要求及誤差最小的原則 小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)大某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)據(jù)(I和和U分別為小燈泡上的電流和電壓分別為小燈泡上的電流和電壓)：實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)的分析處理實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)的分析處理I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)在下面方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖可選用的器材在下面方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖可選用的器材有：電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器有：電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器(變化范圍變化范圍010 )、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干圖圖1484(2)在圖在圖1484中畫出小燈泡的中畫出小燈泡的UI曲線曲線(3)如果電池的電動(dòng)勢(shì)是如果電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5 V，內(nèi)阻是，內(nèi)阻是2.0 ，問：，問：將小燈泡接在該電池的兩端，小燈泡的實(shí)際功率將小燈泡接在該電池的兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？是多少？(簡(jiǎn)要寫出求解過程；若需作圖，可直接簡(jiǎn)要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第畫在第(2)小題方格圖中小題方格圖中)【答案答案】見解析見解析【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，是一種重要的實(shí)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，是一種重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法畫圖象時(shí)，一要確保描點(diǎn)準(zhǔn)確，驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法畫圖象時(shí)，一要確保描點(diǎn)準(zhǔn)確，二要采用二要采用“擬合法擬合法”畫圖象畫圖象