實(shí)驗(yàn)描繪IU特性曲線課件高二上學(xué)期物理教科版

第二章電路及其應(yīng)用第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：描繪I-U特性曲線1理解電流表的內(nèi)接法和外接法，并會(huì)進(jìn)行正確選擇2理解滑動(dòng)變阻器的兩種接法，并能正確地應(yīng)用3學(xué)會(huì)描繪電學(xué)元件的伏安特性曲線并掌握分析圖線的方法．教學(xué)目標(biāo)新課引入測量多組某電學(xué)元件兩端的電壓U及通過它的電流I的值，并把這些數(shù)值記錄在以電壓U為橫軸，以電流I為縱軸的坐標(biāo)系上，并把這些數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成一條線，即為該元件的I-U特性曲線，這是研究元件電學(xué)特定的一種重要方法。I-U特性曲線新課引入x-t圖像、v-t圖像、F-x圖像、R-l/S圖像……想一想，到現(xiàn)在我們一共學(xué)習(xí)了哪些圖像？交流討論新課引入我們已經(jīng)知道，金屬導(dǎo)體遵守歐姆定律，即在溫度一定的條件下，其I-U特性曲線是一條過原點(diǎn)的直線。IU這節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的I-U特性曲線，看看它是什么形狀？你可以分析其中的原因嗎？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，可以把它分為測量電路和控制電路兩部分。1.測量電路：用電流表測量通過小燈泡的電流，用電壓表測量小燈泡兩端的電壓。由于小燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用電流表外接法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，可以把它分為測量電路和控制電路兩部分。2.控制電路：利用兩節(jié)干電池作為電源，使用滑動(dòng)變阻器改變通過小燈泡的電流和它兩端的電壓。我們希望小燈泡兩端的電壓在零至額定電壓之間變化，因此控制電路中的滑動(dòng)變阻器采用分壓接法。測量時(shí)，為了便于描點(diǎn)和分析，一般讓電壓表每次讀數(shù)的變化量相等。電源兩極間的電壓要稍高于小燈泡的額定電壓。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，可以把它分為測量電路和控制電路兩部分。綜上分析，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：測量電路控制電路實(shí)驗(yàn)操作1.按電路圖連接電路。2.將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端，使小燈泡兩端的電壓為零，檢查無誤后，閉合開關(guān)S。實(shí)驗(yàn)操作3.將滑片P逐漸向B端移動(dòng)，讓電壓表每次讀數(shù)的變化量相等，直到達(dá)到小燈泡的額定電壓。讀出U和I的數(shù)值，記錄在表格里。4.斷開開關(guān)S，拆除電路，整理器材。U/VI/A實(shí)驗(yàn)操作5.如圖所示，在坐標(biāo)紙上建立平面直角坐標(biāo)系。以縱坐標(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系上描點(diǎn)，并用平滑曲線連接起來，便得到小燈泡的I-U特性曲線。U/VI/A結(jié)論分析1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的圖線有什么特點(diǎn)？為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況？圖線如圖所示導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)。金屬導(dǎo)體的電阻是隨溫度的升高而增加的。當(dāng)小燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓正常發(fā)光時(shí)，燈絲溫度會(huì)達(dá)到2000°左右。從室溫20°升高到2000°左右。燈絲電阻變化明顯。結(jié)論分析2.根據(jù)你得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由R=U/I計(jì)算小燈泡的電阻。以電阻R為縱坐標(biāo)，電壓U為橫坐標(biāo)，作出小燈泡的電阻隨電壓變化的曲線，你能發(fā)現(xiàn)什么特點(diǎn)？RU小燈泡的電阻隨著電壓的升高而增大。結(jié)論分析3.我們?nèi)绻ㄟ^實(shí)驗(yàn)描繪一個(gè)定值電阻的I-U特性曲線，要求加在定值電阻兩端的電壓不要太大，每次通電時(shí)間要盡可能短，讀數(shù)完畢立即切斷電源，這樣做的目的是什么？我們實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于所加電壓不太高，通過的電流不太強(qiáng)，每次通電時(shí)間很短，其溫度可以認(rèn)為保持不變或者變化不大，從而由于溫度的變化而引起的電阻改變可以忽略。因此I-U特性曲線是一條直線。能否根據(jù)小燈泡的I-U特性曲線不是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，就認(rèn)為小燈泡的燈絲不遵守歐姆定律思考：不能，小燈泡的電阻變化是因?yàn)闇囟茸兓脑?。某一個(gè)金屬導(dǎo)體，在溫度沒有顯著變化時(shí)，電阻是不變的，它的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。在測繪出的伏安特性曲線中，電流與電壓不成正比，這類電學(xué)元件叫做非線性元件。導(dǎo)體A、B的伏安特性曲線某晶