导体的伏安特性曲线 考点学案- 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

导体的伏安特性曲线一、把握基础知识1.导体的伏安特性曲线(1)定义：建立平面直角坐标系，用轴表示电流I，用轴表示电压U，画出导体的I­U图线。(2)线性元件：导体的伏安特性曲线为的直线，即电流与电压成的线性关系的元件，如金属导体、电解液等。(3)非线性元件：伏安特性曲线不是的，即电流与电压不成正比的电学元件，如气体导体、二极管等。2.测绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验器材：小灯泡、、电流表、、学生电源(或电池组)、开关、导线、坐标纸、铅笔等。(2)实验电路如图所示。(3)实验操作：①按如图所示连接好电路，开关闭合前，将滑动变阻器滑片滑至R的最端。②闭合开关，向右移动变阻器的滑片到不同位置，并分别记下、的示数。③依据实验数据作出小灯泡的图线。(4)应注意的问题：①由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表外接法。②滑动变阻器的接法：描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要从零开始的连续变化的电压，因此滑动变阻器要采用分压式连接，实验电路图如图2－3－1所示。③接线顺序为“先串后并”，即先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻组成串联电路，再将电流表和小灯泡串联后两端接滑动变阻器的滑动触点和另一固定接线柱，最后把电压表并联到小灯泡两端。④电表量程选择的原则是在保证测量值不超过量程的情况下，指针偏转角度越大，测量值的精确度通常越高。⑤电路接好后合上开关前要检查滑动变阻器滑动触点的位置，通常在开始实验时，应通过调整滑动变阻器的滑动触头位置，使小灯泡两端的电压或流经小灯泡的电流最小。二、重难点突破图线比较内容I－U图线(伏安特性曲线)U－I图线坐标轴U是自变量，I是因变量I—横坐标，U—纵坐标斜率图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻线性元件图线的形状非线性元件图线的形状电阻随U的增大而增大电阻随I的增强而减小101小贴士：导体电阻Rn＝eq\f(Un,In)，即电阻等于图线上点(Un，In)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图所示。趁热打铁如图所示的图像所对应的两个导体：(1)电阻关系为R1∶R2＝；(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2＝；(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2＝。三、对应考点：伏安特性曲线的应用[例]某同学做三种导电元件的导电性质实验，根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图像，如图所示，则下述判断正确的是 ()A.只有乙图正确B.甲、丙图的曲线肯定是误差太大C.甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能D.甲、乙、丙三个图像都可能正确，并不一定有较大误差[做前警示]伏安特性曲线又分线性元件伏安特性曲线和非线性元件伏安特性曲线，又有I－U和U－I两种图像。思维拓展：小灯泡的伏安特性曲线与图丙类似，其原因是灯泡的灯丝在不同电压下，发光、发热情况不同，电压越高灯丝温度越高，电阻随温度的升高而增大。实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线[例]某同学在做“测定小灯泡功率”的实验时得到下表中U和I的数据。序号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发光情况不亮微亮逐渐变亮正常发光(1)在图上画出I－U图线。(2)从图线上可以看出，当功率逐渐增大时灯丝电阻的变化情况是。(3)这表明导体的电阻随温度升高而。思路点拨：选取标度描点画线→图线变化情况→R随U的变化情况规律方法：对于图像问题需要注意的几点问题：(1)合理选取标度；(2)仔细、准确地描点；(3)连线时，偏离线太远的点应舍去；(4)要用平滑曲线连接，不能用折线。

参考答案一、把握基础知识答案：纵、横、过原点、正比、直线、电压表、滑动变阻器、左、电压表、电流表、I-U二、重难点突破趁热打铁解析：(1)因为在I－U图像中，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)由欧姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1。(3)由欧姆定律得I1＝eq\f(U1,R1)，I2＝eq\f(U2,R2)，由于U1＝U2，则I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3。答案：(1)3∶1(2)3∶1(3)1∶3三、对应考点：伏安特性曲线的应用[解析]甲、乙、丙三个图像都可能正确，乙是线性元件，R不随I变化。甲、丙是非线性元件，甲的电阻随I增大而减小。丙的电阻随I增大而增大，不一定有较大的误差。故D选项正确。[答案]D实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线[解析](1)根据U、I数据，在坐标纸上找出对应的点，连成平滑曲线，即I－U图线，如图所示