高三物理教学研讨会公开课：描绘小灯泡的伏安特性曲线

1、课题：电学实验专题复习一课题：电学实验专题复习一 （描绘小灯泡的伏安特性曲线） 教学目标 1、知识与技能： (1)掌握测量电路和控制电路的选择方法 (2)实验器材的选择和应用 2、过程与方法： (1)让学生掌握基本电学实验的原理及操作 (2)通过本实验的复习，掌握电学实验设计的基本 思路和方法 3、情感、态度与价值观： (1) 体会应用知识的乐趣，激发学生兴趣。 (2)通过实验复习，培养学生实事求是的科学态度 教学重点和难点教学重点和难点 1、 测量电路和控制电路的选择和应用 2、电学实验器材的选择以及实验数据的处理 3、电学实验的操作和应用 一、知识梳理： 1、两种测量电路的接法： (1)用

2、伏安法测电阻的电路有两种，如图甲、乙，其中甲图是电 流表的_接法，乙图是电流表的_接法 (2) 误差分析 甲图中是 表的 作用引起误差，其中 表的读数是真实 值， 表的读数偏 r测 r真，此电路适用于测 电阻 乙图中是 表的 作用引起误差，其中 表的读数是真实 值， 表的读数偏 r测 r真，此电路适用于测 电阻 甲乙 一、知识梳理： 1、两种测量电路的接法： (1)用伏安法测电阻的电路有两种，如图甲、乙，其中甲图是电 流表的_内_接法，乙图是电流表的_外_接法 (2) 误差分析 甲图中是由于 电流 表的 分压 作用引起误差，其中 电 流 表的读数是真实值， 电压 表的读数偏 大 r测 r真，

3、此电路适用于测 大 电阻 乙图中是由于 电压 表的 分流 作用引起误差，其中 电压 表的读数是真实值， 电流 表的读数偏 小 r测 r 真，此电路适用于测 小 电阻 甲乙 基本测量电路基本测量电路 vax rrr vax rrr vx rr ax rr rxbc v a a 判断方法判断方法 直接比较法：直接比较法： 当待测电阻 时，应选用 接法； 当待测电阻 时，应选用 接法。 临界值法：临界值法： 当 时，应选用 接法； 当 时，应选用 接法。 试触法：试触法： 若电流表示数变化大，说明 ，应 选 接法；若电压表示数变化大，说 明 ，应选 接法； 基本测量电路基本测量电路 vax rrr

4、vax rrr vx rr ax rr 电流表外电流表外 电流表内电流表内 电流表外电流表外 电流表内电流表内 rxbc v a a 电压表分流明显电压表分流明显 电流表内电流表内 电流表分压明显电流表分压明显电流表外电流表外 判断方法判断方法 直接比较法：直接比较法： 当待测电阻 时，应选用 接法； 当待测电阻 时，应选用 接法。 临界值法：临界值法： 当 时，应选用 接法； 当 时，应选用 接法。 试触法：试触法： 若电流表示数变化大，说明 ，应 选 接法；若电压表示数变化大，说 明 ，应选 接法； 2、两种控制电路的接法： 控制电路的设计，主要是滑动变阻器的两种接法： _接法和_接法 以

5、下三种情况必须用分压式接法： （1）要求负载上电压或电流变化范围_，而且从_ 开始调节 （2）负载电阻rx_滑动变阻器总电阻r （3）采用限流电路时，电路中的最_电流（电压）仍 超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压） 两种控制电路的接法： 控制电路的设计，主要是滑动变阻器的两种接法：_ 限流式接法和分压式接法 以下三种情况必须用分压式接法： （1）要求负载上电压或电流变化范围大，而且从零开始 调节 （2）负载电阻rx远大于滑动变阻器总电阻r （3）采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超 过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压） 3 3、仪器选择、仪器选择 （1 1）安全性原则

6、：）安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻 器，用电器的电流不能超过其允许的 。 （2）精确性原则：精确性原则：选用电表量程应可能减小测 量值的相对误差；电压表、电流表在使用时尽可 能使指针有 ，若指针偏转不到满偏角度 的/3，读数误差较大；使用欧姆表测电阻时宜 选用指针尽可能在 附近的倍率挡位。 （3）便于操作原则：便于操作原则：选择控制电路时，既要考 虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要 注意便于调节和读数。 仪器选择仪器选择 （1 1）安全性原则：）安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻 器，用电器的电流不能超过其允许的 。 （2）精确性原则：精确性原则：选用电表量程应可能减小测 量值

7、的相对误差；电压表、电流表在使用时尽可 能使指针有 ，若指针偏转不到满偏角度 的/3，读数误差较大；使用欧姆表测电阻时宜 选用指针尽可能在 附近的倍率挡位。 （3）便于操作原则：便于操作原则：选择控制电路时，既要考 虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要 注意便于调节和读数。 额定电流额定电流 较大偏转较大偏转 中间刻度中间刻度 观看视频：描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验 实物连接实物连接 例1、一个小灯泡的额定电压为2.0v。额定电流约为 0.5a，选用下列实验器材进行实验，并利用实验 数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线 a.电源e：电动势为3.0v，内阻不计； b.电压表v1：量程为03

8、v，内阻约为1k. c电压表v2：量程为015v，内阻约为4k. d电流表a1：量程为03a，内阻约为0.1； e.电流表a2：量程为00.6a，内阻约为0.6； f.滑动变阻器r1：最大阻值为l50，额定电流为 1.0a； g.滑动变阻器r2：最大阻值为l5，额定电流为 1.0a； h. 开关s，导线若干 实验得到如下数据（i和u分别表示通过小灯泡的电 流和加在小灯泡两端的电压）： i/a0.000.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50 u/v0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80200 （1）实验中电压表应选

9、用 ；电流表应选 用 ；滑动变阻器应选用 （请填写选项前对应 的字母） 解析：（1）b e g 由于测量数据电压最大为2v，电流最大为 0.50a，所以实验中电压表应选用量程为电 压表v1；电流表应选用量程为0.6a的电流 表a2；描绘和研究小灯泡的伏安特性曲 线必须设计成分压电路，滑动变阻器应 选用最大阻值为l5，额定电流为1.0a的滑 动变阻器r2 （2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接 图中把还需要连接的导线补上闭合开关前，应使 变阻器滑片放在最 （填“左”或“右”） 端 （2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接 图中把还需要连接的导线补上闭合开关前，应使 变阻器滑片放在最

10、 （填“左”或“右”） 端 （2）请你不要改动已连接导线，在下面的实 物连接图中把还需要连接的导线补上闭 合开关前，应使变阻器滑片放在最 （填“左”或“右”）端 左 （3）在下面坐标中画出小灯泡的曲线 （3）在下面坐标中画出小灯泡的曲线 （4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5v、 内阻是1.0的电池两端，则小灯泡的实际功 率约为 （保留两位有效数字） （4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5v、 内阻是1.0的电池两端，则小灯泡的实际功 率约为 0.45w （保留两位有效数 字） 例2、太阳能是一种“绿色”能源。在我国上 海举办的2010年世博会上，大量利用了太 阳能电池。太阳能电池在有

11、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。某实验小组根据测绘 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i-u特性。所用的器材包括：太阳能 电池，电源e，电流表a，电压表v，滑动 变阻器r，开关s及导线若干。 (1) 为了达到上述目的，应选用图1中的实验电路图是图 （填“甲”或“乙”）； （2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的i-u图 像。由图可知，当电压小于2.00v时，太阳能电池的电阻 _ （填“很大”或“很小”）；当电压为2.80v 时，太阳能电池的电阻约为_。 (1) 为了达到上述目的，应选用图1中的实

12、验电路图是图 甲 （填“甲”或“乙”）； （2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的i-u图 像。由图可知，当电压小于2.00v时，太阳能电池的电阻很大 （填 “很大”或“很小”）；当电压为2.80v时，太阳能电池的电阻约 为1.0103（9651040） （3）如果把太阳能电池换成某一电阻做实验，测绘出 此电阻的伏安特性曲线如图3，则随着电压的升高此电 阻的阻值 （填增大、减小、不变），如果把这个 电阻和一个阻值为1.375定值电阻串联后直接接在一个 电动势e=1.5伏，内阻r=0.5的电源两端，则此电阻的 实际功率为 w（保留一位有效数字）。 （3）如果把太阳能电池换成某一电阻

13、做实验，测绘出 此电阻的伏安特性曲线如图3，则随着电压的升高此电 阻的阻值减小 （填增大、减小、不变），如果把这个电 阻和一个阻值为1.375定值电阻串联后直接接在一个电 动势e=1.5伏，内阻r=0.5的电源两端，则此电阻的实 际功率为0.3 w（保留一位有效数字）。 1、“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，提供的 实验器材有， a小灯泡（额定电压为3.8v，额定电流约为0.3a） b电流表a (00.6a，内阻约为0.5) c电压表v（06v，内阻约为5k) d滑动变阻器r1 (010， 2a ) e滑动变阻器r2 (0100， 0.2a ) f电源（6v，内阻不计） g开关及导线若干 四

14、、课堂训练 1、“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，提供的 实验器材有， a小灯泡（额定电压为3.8v，额定电流约为0.3a） b电流表a (00.6a，内阻约为0.5) c电压表v（06v，内阻约为5k) d滑动变阻器r1 (010， 2a ) e滑动变阻器r2 (0100， 0.2a ) f电源（6v，内阻不计） g开关及导线若干 四、课堂训练 （1）实验中滑动变阻器选 （填“r1”或“r2”） 1、“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，提供的 实验器材有， a小灯泡（额定电压为3.8v，额定电流约为0.3a） b电流表a (00.6a，内阻约为0.5) c电压表v（06v，内阻约为5k) d滑动变阻器r1 (010， 2a ) e滑动变阻器r2 (0100， 0.2a ) f电源（6v，内阻不计） g开关及导线若干 四、课堂训练 （1）实验中滑动变阻器选r1 （填“r1”或 “r2”） （2）该同学设计了实验测量电路，通过改变滑动变阻 器滑片的位置，使电流表的读数从零开始变化，记录多 组电压表的读数u和电流表的读数i 。请在图甲中用笔 画线代替导线将实验电路连接完整 （2）该同学