测绘小灯泡的伏安特性曲线(教案)
描绘小灯泡的伏安特性曲线教案(初中 物理教案)
实验复习：描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的及教学目标1、描绘小灯泡的伏安特性曲线；2、分析曲线的变化规律并得出结论；3、能根据题目给出的实验数据，正确描出实验曲线，并由此计算相关物理量；能正确选择适的仪表和器材，选择适的量程和进行正确的实物连路，4、能处理相关的拓展性的实验课题；能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小。
二、实验原理在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，U—I图像不再是一条直线。
读出若干组小灯泡的电压U和电流I，然后在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴画出U—I曲线。
三、实验器材小灯泡、4V～6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。
四、实验步骤1、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。
2、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。
3、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开电键S；4、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。
5、拆去实验线路，整理好实验器材。
五、注意事项1、因本实验要作出I—U图线，，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；2、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；3、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；4、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；5、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。
连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。
六、误差分析1、测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；2、描绘I—U线时作图不准确造成的偶然误差。
测绘小灯泡的伏安特性曲线
在不同阻值下，使用电流表和电压表测量小灯泡两端的电压和电流。
记录测量数据，可绘制成表格形式以便后续分析。
分析数据，绘制伏安特性曲线
根据测量数据，计算小灯泡的电阻值和伏安特性曲线。
将数据点绘制在坐标纸上，连接成平滑曲线。
分析伏安特性曲线的形状和变化趋势，了解小灯泡的工作特性。
在实验过程中，需要认真观察、记录和分析数据，这有助于培养科学思维和实验能力。
提高实验操作能力
实验原理
02
伏安特性曲线
线性元件
非线性元件
伏安特性曲线的概念
灯泡电阻
随灯泡两端电压的增加而增加。
灯泡伏安特性曲线
描述小灯泡两端电压与通过其电流的关系。
灯泡发光效率
随电压增加而提高，但电压过高会损坏灯泡。
2023
《测绘小灯泡的伏安特性曲线》
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目录
实验目的实验原理实验器材实验步骤实验结果与分析实验结论与展望
实验目的
01
灯泡的伏安特性曲线是用来描述灯泡的电流和电压之间的关系曲线。通过本实验，可以深入理解灯泡的伏安特性及其与电路参数之间的关系。
灯泡的伏安特性曲线可以反映灯泡在不同电压下的亮度、功率和电阻等性质，对于优化灯泡的使用和设计具有重要意义。
实验结果与分析
05
总结词：完整准确
详细描述：在实验过程中，我们记录了小灯泡两端的电压和流过的电流数据，数据记录表完整且准确，为后续的实验结果分析提供了基础。
数据记录表
总结词
严谨、详尽
详细描述
通过对实验数据进行处理和分析，我们得出了小灯泡的伏安特性曲线，并进一步研究了小灯泡的电阻、电功率等参数。数据分析方法严谨，结论详尽，具有一定的科学性和可靠性。
新课标高中物理选修实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线教案
实验描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验原理1.实验方法原理由于灯丝的电阻率随温度的升高而增大，因此灯丝的电阻随温度的升高而增大。
由R＝UI得，在I－U坐标系中，图线上点与原点连线的斜率等于电阻的倒数，故画出的小灯泡的I－U图线为曲线。
2.实验电路选择原理(1)电流表的内接法和外接法的比较两种电路的选择①阻值比较法：当R V R x ＞R x R A 时，选用电流表外接法；当R x R A ＞R VR x 时，选用电流表内接法。
②临界值计算法：当R x ＜R A R V 时，用电流表外接法；当R x ＞R A R V 时，用电流表内接法。
(2)滑动变阻器的两种接法比较二、实验器材学生电源(4～6 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V0.7 A”或“3.8 V0.3 A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸。
三、实验过程1.实验步骤(1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，在方框中画出实验的电路图，并按图1所示的电路图连接好实物图。
图1(2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I。
(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表。
(4)断开开关，整理好器材。
2.数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系。
(2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点。
(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。
3.实验结果与数据分析(1)结果：描绘出的小灯泡的伏安特性曲线不是直线，而是曲线。
(2)分析：曲线上的点与坐标原点连线的斜率变小，即电阻变大，说明小灯泡的电阻随温度升高而增大。
四、误差分析(1)系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差。
(2)测量误差：测量时读数带来误差。
(3)作图误差：在坐标纸上描点、作图带来误差。
教学设计2：实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验：描绘小电珠的伏安特性曲线教学目标：（一）实验目的1、应用用伏安法测电阻(能判断采用内、外接法，并会画出电路图)2、掌握滑动变阻器的限流、分压接法（能分清限流、分压接法时接哪些接线柱）3、描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律，1）了解小灯泡两端电压、通过小灯泡电流和小灯泡电阻的变化关系；2）会作出U—I图，并从小灯泡的伏安曲线中知道金属电阻率随温度的变化关系。
（二）过程与方法1、通过实验加强学生对电流表的内、外接法和滑动变阻器的分压、限流接法的理解和应用。
2、通过实验增强学生的动手能力，知道如何根据原理图去连接实物图，养成良好习惯。
3、在处理数据中，学会用作图法，并从图线中分析小灯泡两端电压、通过小灯泡电流和小灯泡电阻的变化关系（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从尊重科学、尊重事实，从事实中得到规律；培养学生的团结合作能力。
重点难点解析1．因本实验要作出I-U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器要采用分压接法。
2．本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
3．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。
4．小灯泡可以短时间地在高于额定电压下使用，一般可以超过额定电压的10%－20%，所以加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。
实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，决不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。
因为灯丝电阻随温度的升高而加大，如果灯丝由低温状态，直接超过额定电压使用，会由于灯丝冷电阻过小，瞬间电流过大而烧坏灯泡。
5．电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到使小灯泡的分压为0的位置。
教学方法：学生分组实验、讨论法、合作法、分析处理法、导学法实验器材小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸.实验原理用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U-I坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线.为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，应选用电流表外接法，滑动变阻器分压接法电路，因为小灯泡的电阻值较小.实验步骤1.连接电路将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图7-3-22所示电路.图7-3-222.测出小电珠在不同电压下的电流（1）闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化;同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.（2）移动滑动变阻器触头的位置，测出12组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.U /V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 I /A 0U /V 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8 I /A特别提示I -U 图线在U 0＝1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在U ＝1.0 V 左右测绘点要密，否则将出现很大误差.3.画出伏安特性曲线（1）在坐标纸上以U 为横轴、以I 为纵轴，建立坐标系.（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点.（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜）（3）将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线. 4.拆除电路，整理仪器交流与思考:描绘出小电珠的伏安特性曲线后，曲线上各点对应的曲线的斜率是否表示小电珠在该电压下的电阻值？若是，说明理由；若不是，如何表示该电压下的电阻值？提示:由于电阻的定义式为I U R =，而不是I U R ∆∆=，只有U 与I 为线性关系时IU 才等于IU ∆∆，在U 与I 为非线性关系时I U I U ∆∆≠，所以各点对应的曲线斜率并不表示该电压下的电阻值.该电压下的电阻值应等于该点对应的电压与电流的比值. 注意事项1.电路的连接方式（1）电流表应采用外接法:因为小电珠的电阻较小，与0～0.6 A 电流表串联时，电流表的分压影响不能忽略.（2）滑动变阻器应采用分压式连接:目的是为了使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.2.闭合电键S 前，滑动变阻器触头应移到小电珠分得电压为零的位置，可以使开关闭合时小电珠电压能从零开始变化.同时，也为了防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.3.U -I 图线在U ＝1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在U ＝1.0 V 左右测绘点要密，否则将出现很大误差.4.电流表选择0.6 A量程，电压表量程选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V 0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程，若使用“2.5 V 0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程.5.保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关.6.误差较大的点要舍去，U-I应是平滑曲线而非折线.误差分析1.由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差.2.在坐标纸上描点、作图带来误差.交流与思考:观察小电珠的伏安特性曲线，分析特点，并说明理由.提示:由于小电珠在电压较低时没有发光，灯丝温度较低，其电阻变化不明显，所以在伏安特性曲线的开始一段接近直线.但随着电压的不断增大，电珠开始发光，温度变化很大，因此对应电阻值也变化很大，伏安特性曲线为曲线.典例精析1.实验电路和实验仪器的选择【例1】有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线.有下列器材供选用:A.电压表（0～5 V，内阻10 kΩ）B.电压表（0～10 V，内阻20 kΩ）C.电流表（0～0.3 A，内阻1 Ω）D.电流表（0～0.6 A，内阻0.4 Ω）E.滑动变阻器（5 Ω，1 A）F.滑动变阻器（500 Ω，0.2 A）（1）实验中电压表应选用______，电流表应选用______.为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用__________（用序号字母表示）.（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图7-3-23中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.图7-3-23思路点拨:（1）如何通过计算选择仪器？（2）如何判断电流表的内外接法？如何确定分压、限流接法？解析:（1）因小灯泡的额定电压为 4 V ， 所以电压表应选用A ，小灯泡的额定电流A 5.0==UPI ，所以电流表应选用D;小灯泡正常工作时的电阻为Ω==82p U R ，因为 x R R R ＞A V ，R x 为小电阻，电流表应采用外接法，要求电压表从零开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，为便于调节，滑动变阻器应选用E . （2）满足实验要求的电路图如图7-3-24.图7-3-24接成的相应实物电路图如图7-3-25.图7-3-25答案:（1）A D E （2）见解析点评:伏安法是测量电阻的一种最基本方法，除此之外，还有替代法、半偏法等，原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律.通过该题，把握器材选取、电路设计的一般原则. 巩固与拓展某同学测绘标有“3.8 V 0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R 随电压U 变化的规律.（1）除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:电流表:A1（量程100 mA，内阻约2 Ω）;A2（量程0.6 A，内阻约0.3 Ω）;电压表:V1（量程5 V，内阻约5 kΩ）;V2（量程15 V，内阻约15 kΩ）;滑动变阻器:R1（阻值范围0～10 Ω）;R2（阻值范围0～2 kΩ）;电源:E1（电动势为1.5 V，内阻约为0.2 Ω）;E2（电动势为4 V，内阻约为0.04 Ω）;为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_________，电压表__________，滑动变阻器________，电源_________.（填器材的符号）（2）根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图7-3-26所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为__________Ω;当所加电压为3.00 V 时，灯丝电阻为__________Ω，灯泡实际消耗的电功率为__________W.图7-3-26（3）根据R-U图象，可确定小灯泡电功率P与外加电压U的关系，符合该关系的示意图是图7-3-27中的____________.图7-3-27思路点拨:（1）选择仪器应遵循精确、方便的原则，一般指针应在量程的1/3到2/3之间.（2）从图象中能获取什么信息？解析:（1）灯泡的额定电压为3.8 V，选用V1，V2的量程太大，精确度不够.额定电流为0.3 A，选用A2，A1的量程为100 mA太小，会被烧坏.灯泡的额定电压为3.8 V，则电源4 V足够用，选用E2.滑动变阻器R2电阻为0～2 kΩ，阻值太大，不易调节，灯泡的电压、电流变化范围小，应选用R1.（2）由图读出U＝0，灯泡的阻值为1.5 Ω，当U＝3 V时，由图读出灯丝电阻为11.5 Ω，算出电流为0.26 A，则功率为P＝UI＝3×0.26 W＝0.78 W.（3）由图得A选项正确.答案:（1）A2V1R1E2（2）1.511.50.78（3）A2.实物连接【例2】用如图7-3-28所示的实验器材测定小电珠的伏安特性曲线，要求加在小电珠上的电压从零开始逐渐增大到额定电压.图7-3-28（1）请画出实验所用的电路图，并按电路图用导线把实物图连接起来.图7-3-29（2）某同学根据实验所测的几组数据画出如图7-3-29所示的图象，图象是一条曲线而不是直线，原因是____________.思路点拨:由小电珠的电阻小可知，电流表外接，由电压从零开始变化判断电路为分压接法.解析:（1）因为小电珠的电阻比较小，所以采用电流表外接法；由于加在小电珠上的电压从零开始，所以采用滑动变阻器分压接法.电路图如图甲所示，实物图如图乙所示.图甲图乙（2）灯丝电阻随温度改变而改变答案:（1）见解析.（2）灯丝电阻随温度改变而改变教学反思本节实验课要求：1．画出电路图：学会电流表的内外接法，滑动变阻器的限流、分压接法；2．根据原理图连接实物图（掌握方法和技巧）；3．两表读数，根据一系列的U、I值作出I －U图线，并分析原因。
实验小灯泡的伏安特性曲线的描绘教案
1. 知识与技能：（1）了解小灯泡的伏安特性曲线及其应用。
（2）学会使用电压表、电流表进行测量。
（3）能够根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。
2. 过程与方法：（1）通过实验观察小灯泡在不同电压下的亮度变化。
（2）利用伏安法测定小灯泡的电阻。
（3）根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。
3. 情感态度价值观：培养学生的实验操作能力，提高对物理实验的兴趣。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：（1）小灯泡的伏安特性曲线及其应用。
（2）伏安法测定小灯泡的电阻。
（3）根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。
2. 教学难点：（1）伏安法测定小灯泡的电阻。
（2）根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。
三、教学准备：1. 实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、导线等。
2. 教学工具：多媒体课件、黑板、粉笔等。
1. 导入新课：通过提问方式引导学生回顾欧姆定律的内容，为新课的学习做好铺垫。
2. 知识讲解：（1）介绍小灯泡的伏安特性曲线及其应用。
（2）讲解伏安法测定小灯泡电阻的原理。
（3）阐述如何根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。
3. 实验操作：（1）学生分组进行实验，测量不同电压下小灯泡的亮度。
（2）记录实验数据，包括电压、电流、亮度等。
（3）利用伏安法测定小灯泡的电阻。
4. 数据分析：（1）学生根据实验数据计算小灯泡的电阻。
（2）引导学生分析小灯泡伏安特性曲线的关系。
5. 课堂小结：总结本节课所学内容，强调小灯泡伏安特性曲线的重要性。
五、课后作业：1. 根据实验数据，绘制小灯泡的伏安特性曲线。
2. 思考题：讨论小灯泡伏安特性曲线在实际应用中的意义。
3. 预习下一节课内容：小灯泡的亮度与功率的关系。
六、教学目标：1. 知识与技能：（1）理解小灯泡亮度与功率的关系。
（2）学会计算小灯泡的实际功率。
（3）能够分析小灯泡伏安特性曲线与亮度的关系。
2. 过程与方法：（1）通过实验观察小灯泡亮度与功率的关系。
（2）利用公式计算小灯泡的实际功率。
实验-描绘小灯泡的伏安特性曲线教学案
实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线知识目标一、实验目的：通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律 二、实验原理：金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。
对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍。
它的伏安特性曲线并不是一条直线，即灯丝的电阻是非线性的。
本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内，其阻值变化，从而了解它的导电特性。
三、实验器材小灯泡、电压表、电流表、4V ～6V 学生电源、滑动变阻器、导线若干、电健等 四、实验电路图；1、线路原理图因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以测量电路应该选用安培表外接法。
因为作图需要多个点，所以控制电路选用滑动变阻器分压式接法。
2、实物接线图（1）先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路（滑动变阻接下面两个接线柱）（2）将小灯泡、电流表串联好，再接到滑动变阻器的两个接线柱上（一上一下）（3）最后将伏特表并接在小灯泡的两端。
（4）注意滑动变阻器的滑动触头实验初应在使小灯泡短路的位置。
（5）注意安培表、伏特表的量程和正负接线柱（若选用的是标有“3.8V 0.3A ”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A 量程；电压表开始时应选用0-3V 量程，当电压调到接近3V 时，再改用0-15V 量程。
五、实验步骤：1．按图连接好电路。
2．检查无误后，将滑片调节至最左边附近、闭合电键，读出一组U 、I 值，记录于表格。
3．再调节滑线变阻器的滑片到不同位置，读出十二组不同的U 、I 值，记录于表格。
4．断开电键，整理好器材。
5．在坐标纸上以I 为横轴，以U 为纵轴、并选取适当的单位。
6．用描点法在坐标纸上标出各组U 、I 值的对应点位置。
7．用平滑曲线将各点依次连接起来。
8．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。
记录表格：六、实验注意事项.对“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,应明确以下几点:1.由欧姆定律可知,对一纯电阻用电器,有I=U/R.因此,当R 为定值时,I —U 图线应为一过原点的直线.但由于小灯泡的灯丝在其两端电压由0增至额定电压过程中,灯丝温度由室温升高到近2000℃,因此灯丝电阻率有明显增大,故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线.2.实验用的小灯泡通常为“3.8V 0.3A ”一类小电珠,其在白炽状态下电阻很小,在室温下电阻更小,因此为减小实验误差,测量电路应采用电流表外接法.3.为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化,滑动变阻器应采用分压式连接.规律方法1、对电路的连接：用图（a ）中所给的实验器材测量一个“12V ，5W ”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A ，0.6A 两档，内阻可忽略，电压表有15V ，3V 两档，内阻很大，测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0V 调到12V 。
测绘小灯泡的伏安特性曲线(教案)
测绘小灯泡的伏安特性曲线
一．实验目的：通过小灯泡的伏安特性曲线验证欧姆定律
二．实验器材：小灯泡、电压表(0—3V)、电流表(0—0.6A ) 、电池组（4*1.5V）、滑动电阻器、开关、导线若干
三．实验电路：
四．实验内容：
1.通过改变滑动变阻器的阻值测得灯泡多组电流、电压值;
2.以I为纵轴、U为横轴建立坐标系描点作图得到伏安特性曲线;
3.根据伏安特性曲线验证欧姆定律.
五．实验过程：
1．连接电路（讲解PPT）
2．操作过程（学生动手）
（1）连接电路，开始时，滑动变阻器滑片应置于最大分压端，使灯泡上的电压为零。
（2）接通开关，移动滑片C，使小灯泡两端的电压由零开始增大，记录电压表和
电流表的示数。
（3）在坐标纸上，以电压U为横坐标，电流强度I为纵坐标，利用数据，作出小灯泡的伏安特性曲线
六．小结
实验中可能会因为电表读数，和描点绘图产生误差。
通过实验我们学会了使用电流表和电压表，并且学会运用控制变量法来研究问题，本实验通过改变滑动变阻器的阻值来改变小灯泡两端的电压和电流，从而得出当电阻不变时，通过小灯泡的电流和它两端的电压成正比关系，用小灯泡的伏安特性曲线验证了欧姆定律。
通过本次实验培养了学生的动手能力，通过对欧姆定律的认识，体会物理规律的客观性和普遍性，增强对科学和科学探究的兴趣，使学生产生学生学习物理的兴趣。
测绘小灯泡的伏安特性曲线的教案
2013—2014学年第一学期高二 物理 课时教案课程名称：实验二：描绘小电珠的伏安特性曲线主备教师： 王锦荣 授课时间： 11月13日 授课班：二（20）班 课 型： 实验课学习内容：描绘小电珠的伏安特性曲线 教学目标：（一） 实验目的1、 应用用伏安法测电阻(能判断采用内、外接法，并会画出电路图)2、 掌握滑动变阻器的限流、分压接法（能分清限流、分压接法时接哪些接线柱）3、 描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律，1） 了解小灯泡两端电压、通过小灯泡电流和小灯泡电阻的变化关系；2）会作出u —I 图，并从小灯泡的伏安曲线中知道金属电阻率随温度的变化关系。
（二）过程与方法1、通过实验加强学生对电流表的内、外接法和滑动变阻器的分压、限流接法的理解和应用。
2、通过实验增强学生的动手能力，知道如何根据原理图去连接实物图，养成良好习惯。
3、在处理数据中，学会用作图法，并从图线中分析小灯泡两端电压、通过小灯泡电流和小灯泡电阻的变化关系（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从尊重科学、尊重事实，从事实中得到规律；培养学生的团结合作能力。
实验原理金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此，对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍或几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。
根据部分电路欧姆定律，RUI =可得R U I 1=，即在I －U 坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。
重点难点解析1．因本实验要作出I －U 图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器要采用分压接法。
2．本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
3．电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V ）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。
4．小灯泡可以短时间地在高于额定电压下使用，一般可以超过额定电压的10%－20%，所以加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。
高中物理_测绘小灯泡的伏安特性曲线教学设计学情分析教材分析课后反思
测绘小灯泡伏安特性曲线教学设计【教学设计思路】本节课的内容是学生认识电学元件伏安特性曲线的一个重要实验，教学重点在两个方面，一是探究小灯泡伏安特性曲线的实验方法，因为学生对滑动变阻器的分压接法、电压表和电流表的使用都不熟悉。
二是分析实验结果，并探究小灯泡电阻变化的原因。
本节课以学生初中所学电学知识和实验能力为基础，让学生自主设计实验进行探究，在师生的交流过程中，启发学生自己发现问题，并进一步完善实验方案，最后完成伏安特性曲线的探究并对探究的结果进行分析和讨论。
【教学流程图】【教学过程】一、课题引入（观察实验现象、猜想）通过观看视频，简单了解电灯发展史，引起学生的学习兴趣，回顾定值电阻的伏安特性曲线特征，通过演示打火机加热灯丝实验，进而产生一种想探究小灯泡的电阻是如何改变的冲动，引入探究小灯泡的伏安特性曲线的课题。
二、方案设计1．学生自主设计电路，学生的基础决定大部分学生会采用限流电路；2．引导学生分析限流电路的“缺陷”；5．学生设计实验电路；6．用仿真实验室，来介绍一下电路的接法，并强调注意事项三、实验探究学生采用分压电路进行分组实验。
四、数据分析用计算机Excel展示一组同学的数据和他们得到的小灯泡的伏安特性曲线。
启发学生通过曲线得出：1.电流随电压的增大而增大；2.图线不是过原点的直线，说明电阻在变化；3.图像与原点的连线的斜率的倒数反应电阻的大小，电压越大，斜率越小；4.随着电压（温度）的增大，电阻增大；五、问题讨论1.本实验可能存在的误差？六、当堂检测1.对小灯泡的电阻随电压变化的理解2.对U-I和I-U两种图像的比较七、课堂总结八、课后作业课下进一步通过互联网和图书馆查阅资料，理解电阻随温度的变化在生产和生活中的更加广泛的应用。
学情分析一、知识方面：高一的学生已经掌握了伏安法测电阻的原理，但是对滑动变阻器的限流式和分压式接法的原理的理解有一定的难度。
二、学生思维方面：学生认识事物的特点是从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的知识来支持。
描绘小灯泡的伏安特性曲线教案
3—1 第二章恒定电流描绘小灯泡的伏安特性曲线（实验）（总47）【学习目标】1、能描绘小灯泡的伏安特性曲线，并能分析曲线的变化规律．2、定性了解温度对金属电阻率的影响【知识梳理】1、实验原理本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来描述小灯泡中的钨丝在某一电压变化范围内的阻值变化，从而了解它的导电特性．金属导体的电阻率随的升高而，因此对小灯泡来讲，它的电阻会随着的升高而，它的伏安特性曲线不是一条直线，而是一条曲线。
2、实验步骤（1）适当选择电流表、电压表的量程，采用电流表，按图中所示的电路原理图连接好实验电路图．（2）滑动变阻器采用接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的Ａ端，电路经检查无误后，闭合电键Ｓ．（3）改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数Ｉ和Ｕ，记入记录表格内，断开电键Ｓ．（4）在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流Ｉ，横轴表示电压Ｕ，用平滑曲线将各点连接起来，便得到小灯泡伏安特性曲线．（5）拆去实验线路，整理好实验器材．【例题讨论】例题、某学习小组要描绘一只小电珠（,A.电源E（电动势为3.0VB.电压表V1（量程为0 ～3.0VC.电压表Ｖ2（量程为0 ～15.0V ，内阻约为6KΩ）D.电流表A1（量程为0～0.6A ，内阻约为1Ω）E.电流表A2（量程为0～100mA ，内阻约为2Ω）F.滑动变阻器R1（最大阻值10Ω）G.滑动变阻器R2（最大阻值2kΩ）①为了减小实验误差,实验中电压表应选择________,电流表应选择_____________,滑动变阻器应选择______________.(填器材的符号)②为提高实验精度，请你为该学习小组设计电路图，并画在右侧的方框中。
③下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线。
④由图象可知，该电阻的变化特性是温度升高,电阻 .【巩固练习】1、（2011南京）某学习小组在研究小灯泡灯丝电阻和温度的关系时，首先描绘一只小灯泡(3.6 V0.3 A)的伏安特性曲线. 实验中除红外测温仪、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A. 电源E(电动势为6.0 V)；B. 电压表V1(量程为0～3 V，内阻约为2 k Ω)；C. 电压表V2(量程为0～5 V，内阻约为4 k Ω)；D. 电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；E. 电流表A2(量程为0～100 mA，内阻约为2 Ω)；F. 滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)；G. 滑动变阻器R2(最大阻值2 kΩ，额定电流100 mA).(1) 为了便于调节，减小读数误差和系统误差，请你选择合适的电压表、电流表和滑动变阻器：(填所选仪器前的字母序号)，并为该小组设计电路图，画在虚线框内.(2) 根据正确设计的实验电路图，学习小组测得电压、电流、灯丝温度，并求得对应电阻值，如下表：根据表格中的数据，学习小组同学在图乙中画出了小灯泡的伏安特性曲线.现要知道图线上P点对应的电阻R P，有同学认为可以作出曲线在P点的切线.而R P就等于该切线的斜率的倒数，这样做是否正确? 答：(填“正确”或“不正确”).(3) 请你根据表格中的数据，在图R-t中画出灯丝的电阻值随温度变化的关系图线.根据图丙中的R-t图线可知，灯丝的电阻值与温度的关系是 ;0℃时灯丝的电阻值约为Ω(保留两位有效数字).多用电表（实验、探究）【学习目标】1、熟悉多用电表的表盘，并能正确读数．2、会使用多用电表测量电路中的电流、电压和电阻；能判断简单的黑箱问题．【知识梳理】电阻等，并且每一种测量都有几个量程．外形如图所示，上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的，旋钮和测试笔的插孔．2、多用电表的红表笔应插入表盘的，测电阻时，红表笔在表的内部接电源的多用电表的黑表笔应插入表盘的，测电阻时，黑表笔在表的内部接电源的3、欧姆表测电阻的一般步骤：（1）；（2）估计被测电阻大小，选好挡位，进行，试测电阻大小；（3）若指针的偏角太大，说明所选的挡位较大，应换成倍率的挡位，反之，则要换成挡位；（4）换挡后再次进行，进行测量，记录数据；（5）测量结束后，应把开关旋到“”挡或最高挡．4、欧姆表测二极管和电容器电阻时的特征：测二极管：当黑表笔接二极管正极、红表笔接负极时，当黑表笔接二极管负极、红表笔接正极时。
描绘小灯泡的伏安特性曲线导学案(教师版)
描绘小灯泡的伏安特性曲线导学案（教师版）【实验目的】1、描绘小灯珠的伏安特性曲线2、分析伏安特性曲线的变化规律【重点难点】1、实验电路的连接2、i-u图像的理解【实验器材】小灯珠（3.8v，0.3a），4―6v学生电源，滑动变阻器，电压表，电流表，开关，导线若干【实验过程】一、电路设计（1）测量电路请估算小灯珠的内阻？电流表内接还是外接？（2）控制电路滑动变阻器怎么连？分后甩三相还是限流三相？为什么？（探讨）根据以上结论图画出来电路图电路图测量电路与滑动变阻器哪部分并联，滑动变阻器划片向左滑动，电压表示数怎么变？二、根据电路图展开实物连线1、连接电路的过程中应特别注意什么？2、电路的连接应该按照什么样的顺序？（讨论）3、拨打电路前触点放在哪端？左还是右？三、数据处理u/vi/ai/a00.30.51.01.52.02.53.03.53.80.50.450.400.350.300.250.200.150.100.050.51.0四、实验结论i/a1.52.02.53.03.53.54.0u/v1、i-u图像是曲线，说明了什么？2、图像中某点的电阻如何则表示？（探讨）3、前后两次测量0.5v的所对应的电流为何不一样？哪次对应的电阻大？这说明了u/v什么？（讨论）五、结论应用领域1、两个额定电压为220v的白炽灯l1和l2的u－i特性曲线如图所示。
l2的额定功率约为_______w；现将l1和l2串联后接到220v的电源上，电源内阻忽略不计，此时l2的实际功率约为________w。
2、某研究性自学小组为了制作一种传感器，须要采用一电器元件。
图为该电器元件的伏安特性曲线，存有同学对其明确提出批评，先须要进一步检验该伏安特性曲线，实验室配有以下器材：器材（代号）电流表（a1）电流表（a2）电压表（v1）电压表（v2）滑动变阻器（r1）滑动变阻器（r2）规格量程0~50ma，内阻约为50?量程0~200ma，内阻约为10?量程0~3v，内阻约为10k?量程0~15v，内阻约为25k?阻值范围0~15?，允许最大电流1a阻值范围0~1k?，允许最大电流直流电源（e）100ma开关（s）导线若干①为提升实验结果的精确程度，电流表高文瑞用；电压表高文瑞用；滑动变阻器高文瑞用。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线
实验 测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的 测绘小灯泡的伏安特性曲线．二、实验器材 小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸． 三、实验原理用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U -I 坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线．为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，应选用电流表外接法，滑动变阻器分压接法电路，因为小灯泡的电阻值较小． 四、实验步骤 1．连接电路将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路． 2．测出小灯泡在不同电压下的电流(1)闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．(2)移动滑动变阻器触头位置，测出12组不同的电压值U 和电流值I ，并将测量数据填入表格. 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.83.画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以U 为横轴、以I 为纵轴，建立坐标系．(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小灯泡的伏安特性曲线． 4．拆除电路，整理仪器． 五、注意事项 1．电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与0～0.6 A 电流表串联时，电流表的分压影响不能忽略．(2)滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化．2．闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到小灯泡分得电压为零的位置，可以使开关闭合时小灯泡电压能从零开始变化．同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．U / V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 A3．I-U图线在U＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右测绘点要密，否则将出现很大误差．4．电流表选择0.6 A量程，电压表量程选择视小灯泡的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小灯泡，选用电压表的15 V量程，若使用“2.5 V,0.6 A”的小灯泡，则选用电压表的3 V量程．5．保持小灯泡电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．6．误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线．六、误差分析1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差．2．在坐标纸上描点、作图带来误差．。
高中物理 第二章 恒定电流 测绘小灯泡的伏安特性曲线教学设计 新人教版选修31
测绘小灯泡的伏安特性曲线【知识与技能】1、初步掌握分压电路以及分压电路的连接方法，逐步提高实验操作技能；2、会描绘小灯泡的伏安特性曲线；3、通过伏安特性曲线分析小灯泡电阻随电压的变化情况；4、通过本实验，加深学生对欧姆定律的理解。
【过程与方法】1、通过观察思考、方案设计、实验探究、数据分析、问题讨论等过程，让学生进一步加深对探究过程的理解；2、通过探究小灯泡伏安特性曲线，学会描绘其它电学元件伏安特性曲线的方法，及发现非线性的特性，并分析其主要原因。
【情感、态度、价值观】小灯泡取材于生活中的手电筒，并以此为基础进行教学，培养学生“生活是科学之源泉”的情感，提高学生学习物理的兴趣；培养学生严谨、认真的实验操作习惯以及在探究过程中的合作能力和团队精神。
教学中以实验事实和学生的体验为基础，以“用事实说话”之教学培养“实事求是”之态度。
【教学重点、难点】实验电路的连接；I-U图像的理解。
【教学过程】课前导学：通过本部分引导学生回顾上节课学习的欧姆定律，线性元件以及非线性元件，及初中用限流法测电阻的方法，为测小灯泡的伏安特性曲线做好铺垫。
通过教材助读，让学生知道本实验的目的、原理和器材，通过问题引导学生进一步理解分压接法在本实验中的好处，并为下面的实验操作做好理论准备。
一、知识回顾：1．欧姆定律的内容：解析：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。
2．什么伏安特性曲线？什么是线性元件和非线性元件？解析：纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U,这样画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线。
伏安特性曲线是一条直线的电学元件叫做线性元件，伏安特性曲线是一条曲线的电学元件叫做非线性元件。
3．思考初中测量小灯泡的电阻的原理，并在方框中画出测量的电路图。
解析：欧姆定律二、教材助读：1．实验目的：（1）描绘小灯泡的伏安特性曲线；（2）分析曲线的变化规律。
2．实验原理：电路图如图所示，用电流表测出流过小灯泡的电流I，用电压表测出小灯泡两端的电压U，测出多组(U，I)值，在I—U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连结起来。
描绘小灯泡伏安特性曲线”教学设计
“测绘小灯泡的伏安特性曲线”教学设计［教学目标］(一) 知识与技能1.进一步理解滑动变阻器的分压式接法。
2.学会电路实物的连接。
3.掌握小灯泡的伏安特性曲线的测绘方法并分析曲线的变化规律。
(二) 过程与方法1、通过动手、观察、分析实验数据、对比、概括、总结的实验过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过描绘小灯泡的伏安特性曲线，培养学生的动手和实践能力。
(三) 情感、态度与价值观1、通过协作实验，培养学生的合作精神2、让学生体会实践是检验真理的标准，培养实事求是的科学态度和良好的学习习惯。
［教学重点和难点］（1）小灯泡伏安特性曲线的测绘（2）小灯泡伏安特性曲线变化规律的对比和分析2. 难点：①理解滑动变阻器的分压式接法及电流表外接法②电路中u-i曲线不为直线的原因［教学过程］（一）体验性探究1. 滑动变阻器的限流工作原理如图所示为一限流电路，其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流，移动滑动变阻器的滑片ｐ可以改变连入电路中的阻值，从而控制负载ｒ中的电流大小，图中滑动触头ｐ滑ｂ端时，滑动变阻器连入电路中的阻值最大，此时电路中电流最小，因此，在闭合电键ｓ之前，应使ｐ滑至ｂ端。
采用限流式电路，负载电阻ｒ的电流i=〖sx（〗u〖〗r+r 0〖sx）〗，当r0减小时，ｉ增大，ｉ的调节范围为〖sx（〗u〖〗r+r0max〖sx）〗~〖sx（〗u〖〗r〖sx）〗，ｒ两端的电压调节范围为〖sx（〗ru〖〗r+r0max〖sx)〗~u，当r0max>r时，调节范围较大。
〖hz(〗〖xc刘俊芳.tif〗〖hz)〗2. 滑动变阻器的分压工作原理如图所示为一分压电路，其中滑动变阻器的作用是用来调节负载ｒ上的电压，由电路分析可知，滑动变阻器ａｐ间的电阻与ｒ并联，因此当滑动触头ｐ由ａ向ｂ移动时，加在ｒ上的电压逐渐增大，因此，在闭合电键ｓ之前，应使ｐ移至ａ端，此时ｒ上的电压为零。
采用分压式电路，负载电阻ｒ的电压范围为0~u,显然，比限流式调节范围大，当r>r0max时，常采用分压电路。
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测绘小灯泡的伏安特性曲线
一．实验目的：通过小灯泡的伏安特性曲线验证欧姆定律
二．实验器材：小灯泡、电压表(0—3V)、电流表(0—0.6A ) 、电池组（4*1.5V ）、滑动电阻器、开关、导线若干
三．实验电路：
四．实验内容：
1.通过改变滑动变阻器的阻值测得灯泡多组电流、电压值;
2.以I 为纵轴、U 为横轴建立坐标系描点作图得到伏安特性曲线;
3.根据伏安特性曲线验证欧姆定律.
五．实验过程：
1．连接电路（讲解PPT ） 2．操作过程（学生动手）
（1）连接电路，开始时，滑动变阻器滑片应置于最大分压端，使灯泡上的电压为零。
（2）接通开关，移动滑片C
，使小灯泡两端的电压由零开始增大，记录电压表和电流表的示数。
（3）在坐标纸上，以电压U 为横坐标，电流强度I 为纵坐标，利用数据，作出小灯泡的伏安特性曲线
六．小结
实验中可能会因为电表读数，和描点绘图产生误差。
通过实验我们学会了使用电流表和电压表，并且学会运用控制变量法来研究问题， 本实验通过改变滑动变阻器的阻值来改变小灯泡两端的电压和电流，从而得出当电阻不变时，通过小灯泡的电流和它两端的电压成正比关系，用小灯泡的伏安特性曲线验证了欧姆定律。
通过本次实验培养了学生的动手能力，通过对欧姆定律的认识，体会物理规律的客观性和普遍性，增强对科学和科学探究的兴趣，使学生产生学生学习物理的兴趣。