導體的伏安特性曲線 考點學案- 高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

導體的伏安特性曲線一、把握基礎知識1.導體的伏安特性曲線(1)定義：建立平面直角坐標系，用軸表示電流I，用軸表示電壓U，畫出導體的I-U圖線。(2)線性元件：導體的伏安特性曲線為的直線，即電流與電壓成的線性關系的元件，如金屬導體、電解液等。(3)非線性元件：伏安特性曲線不是的，即電流與電壓不成正比的電學元件，如氣體導體、二極管等。2.測繪小燈泡的伏安特性曲線(1)實驗器材：小燈泡、、電流表、、學生電源(或電池組)、開關、導線、坐標紙、鉛筆等。(2)實驗電路如圖所示。(3)實驗操作：①按如圖所示連接好電路，開關閉合前，將滑動變阻器滑片滑至R的最端。②閉合開關，向右移動變阻器的滑片到不同位置，并分別記下、的示數。③依據實驗數據作出小燈泡的圖線。(4)應注意的問題：①由于小燈泡的電阻較小，為減小誤差，采用電流表外接法。②滑動變阻器的接法：描繪小燈泡的伏安特性曲線，需要從零開始的連續(xù)變化的電壓，因此滑動變阻器要采用分壓式連接，實驗電路圖如圖2－3－1所示。③接線順序為“先串后并”，即先將電源、開關、滑動變阻器的全部電阻組成串聯(lián)電路，再將電流表和小燈泡串聯(lián)后兩端接滑動變阻器的滑動觸點和另一固定接線柱，最后把電壓表并聯(lián)到小燈泡兩端。④電表量程選擇的原則是在保證測量值不超過量程的情況下，指針偏轉角度越大，測量值的精確度通常越高。⑤電路接好后合上開關前要檢查滑動變阻器滑動觸點的位置，通常在開始實驗時，應通過調整滑動變阻器的滑動觸頭位置，使小燈泡兩端的電壓或流經小燈泡的電流最小。二、重難點突破圖線比較內容I－U圖線(伏安特性曲線)U－I圖線坐標軸U是自變量，I是因變量I—橫坐標，U—縱坐標斜率圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體電阻的倒數圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體的電阻線性元件圖線的形狀非線性元件圖線的形狀電阻隨U的增大而增大電阻隨I的增強而減小101小貼士：導體電阻Rn＝eq\f(Un,In)，即電阻等于圖線上點(Un，In)與坐標原點連線的斜率的倒數，而不等于該點切線斜率的倒數，如圖所示。趁熱打鐵如圖所示的圖像所對應的兩個導體：(1)電阻關系為R1∶R2＝；(2)若兩個導體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1∶U2＝；(3)若兩個導體的電壓相等(不為零)時，電流之比I1∶I2＝。三、對應考點：伏安特性曲線的應用[例]某同學做三種導電元件的導電性質實驗，根據所測量數據分別繪制了三種元件的I－U圖像，如圖所示，則下述判斷正確的是 ()A.只有乙圖正確B.甲、丙圖的曲線肯定是誤差太大C.甲、丙不遵從歐姆定律，肯定不可能D.甲、乙、丙三個圖像都可能正確，并不一定有較大誤差[做前警示]伏安特性曲線又分線性元件伏安特性曲線和非線性元件伏安特性曲線，又有I－U和U－I兩種圖像。思維拓展：小燈泡的伏安特性曲線與圖丙類似，其原因是燈泡的燈絲在不同電壓下，發(fā)光、發(fā)熱情況不同，電壓越高燈絲溫度越高，電阻隨溫度的升高而增大。實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線[例]某同學在做“測定小燈泡功率”的實驗時得到下表中U和I的數據。序號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光(1)在圖上畫出I－U圖線。(2)從圖線上可以看出，當功率逐漸增大時燈絲電阻的變化情況是。(3)這表明導體的電阻隨溫度升高而。思路點撥：選取標度描點畫線→圖線變化情況→R隨U的變化情況規(guī)律方法：對于圖像問題需要注意的幾點問題：(1)合理選取標度；(2)仔細、準確地描點；(3)連線時，偏離線太遠的點應舍去；(4)要用平滑曲線連接，不能用折線。

參考答案一、把握基礎知識答案：縱、橫、過原點、正比、直線、電壓表、滑動變阻器、左、電壓表、電流表、I-U二、重難點突破趁熱打鐵解析：(1)因為在I－U圖像中，R＝eq\f(1,k)＝eq\f(1,tanθ)＝eq\f(ΔU,ΔI)，所以R1＝eq\f(10×10－3,5×10－3)Ω＝2Ω，R2＝eq\f(10×10－3,15×10－3)Ω＝eq\f(2,3)Ω，所以R1∶R2＝2∶(eq\f(2,3))＝3∶1。(2)由歐姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，則U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1。(3)由歐姆定律得I1＝eq\f(U1,R1)，I2＝eq\f(U2,R2)，由于U1＝U2，則I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3。答案：(1)3∶1(2)3∶1(3)1∶3三、對應考點：伏安特性曲線的應用[解析]甲、乙、丙三個圖像都可能正確，乙是線性元件，R不隨I變化。甲、丙是非線性元件，甲的電阻隨I增大而減小。丙的電阻隨I增大而增大，不一定有較大的誤差。故D選項正確。[答案]D實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線[解析](1)根據U、I數據，在坐標紙上找出對應的點，連成平滑曲線，即I－U圖線，如圖所示