第一章靜電場(chǎng)2.5實(shí)驗(yàn)：描繪I-U特性曲線教科版（2019）高中物理必修第三冊(cè)目錄1234新課導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)新課講解經(jīng)典例題5課堂練習(xí)6課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進(jìn)一步掌握滑動(dòng)變阻器的兩種接法與電流表內(nèi)接法、外接法的選擇。2.能根據(jù)需要正確選擇測(cè)量?jī)x器及電表量程、3.會(huì)根據(jù)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析小燈泡的伏安特性曲線，并進(jìn)行相關(guān)分析。4.嘗試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差的分析，了解測(cè)量中減小誤差的方法。一、伏安特性曲線(I-U圖線)

圖線斜率的物理意義是電阻的倒數(shù)IUOBA1、概念：通過(guò)某種電學(xué)元件的電流I隨電壓U變化的實(shí)驗(yàn)圖線

10U/I50.400.300.200.100.501.001.502.002.500.500.250.200.150.100.05電壓（V）電流（A）電流（A）

B導(dǎo)體

AIUOBAIUOBAI-U圖線U-I圖線

2、線性元件和非線性元件（1）對(duì)于金屬導(dǎo)體，當(dāng)溫度不變時(shí)，如歐姆定律所描述的，電流跟電壓成正比，其伏安特性曲線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，其電阻為定值，如圖所示，具有這種伏安特性曲線的元件稱為線性元件。IOUOIU（2）對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體，如日光燈管中的氣體，以及某些導(dǎo)體器件，如晶體管等并不適用。在這種情況下，其伏安特性曲線不是直線,這種電學(xué)元件稱為非線性元件。

據(jù)部分電路的歐姆定律知，定值電阻R兩端的電壓U與電流I成正比，即U=IR，其I-U圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。由于小燈泡燈絲的電阻率隨著溫度的升高而增大，其電阻也隨著溫度的升高而增大，故小燈泡的伏安特性曲線應(yīng)為曲線。

U/VI/AO1.電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”。2.電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”。AVRxAVRx因電流表有分壓、電壓表有分流作用,兩種方法測(cè)量電阻都有誤差，那么，實(shí)際應(yīng)用中該如何選擇呢？1.電流表的兩種接法二、電流表的兩種接法電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：1.電流表外接法時(shí)AVRx誤差來(lái)源于電壓表的分流，分流越小，誤差越小。測(cè)量小電阻，即Rx<<RV情況下，使用外接法誤差較小。

2.伏安法測(cè)電阻誤差分析電壓表示數(shù)：電流表示數(shù)：誤差來(lái)源于電流表的分壓，分壓越小，誤差越小。測(cè)量大電阻，即Rx>>RA情況下，使用內(nèi)接法誤差較小。

AVRx2.電流表內(nèi)接法時(shí)若伏特表示數(shù)有明顯變化，用外接；若安培表示數(shù)有明顯變化，用內(nèi)接。（3）試探法VASabR按內(nèi)外接的方式依次連接，觀察電流表、電壓表示數(shù)變化情況。類別電流表內(nèi)接法電流表外接法實(shí)驗(yàn)電路誤差來(lái)源電壓表的分流電流表的分壓測(cè)量結(jié)果適用于測(cè)量小電阻（R<<RV）大電阻（R>>RA）記憶口訣大內(nèi)偏大小外偏小測(cè)量電路誤差分析及選用

比值法內(nèi)接法：外接法：試觸法選用原則測(cè)量結(jié)果偏大測(cè)量結(jié)果偏小URUAIRIA消除誤差?內(nèi)阻已知：?內(nèi)阻已知：1．用電流表測(cè)出流過(guò)小燈泡的電流。用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，測(cè)出多組(I，U)值，在I－U坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來(lái)．2．電流表外接：因?yàn)樾襞莸碾娮韬苄。绻娏鞅韮?nèi)接，誤差明顯較大；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，使電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化．一、實(shí)驗(yàn)原理二、電路設(shè)計(jì)滑動(dòng)變阻器采用“分壓接法”.可使小燈泡兩端的電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化。安培表采用“外接法”.可使測(cè)出的小燈泡的電壓、電流更準(zhǔn)確。測(cè)量電路:

測(cè)導(dǎo)體R的電流、電壓分壓電路：(控制電路)

可以提供從零開(kāi)始連續(xù)變化的電壓三、實(shí)驗(yàn)器材“3.8V0.3A”的小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、電鍵、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆1.注意事項(xiàng)：①連接電表應(yīng)注意量程選用正確，正、負(fù)接線柱不要接錯(cuò)。②各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上，不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉。③對(duì)于滑動(dòng)變阻器的連接，要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻，在接線時(shí)要特別注意不能將線接到滑動(dòng)觸頭上。2.基本方法：①畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。②分析各元件連接方式，明確電流表與電壓表的量程。實(shí)物圖連線基本方法和注意事項(xiàng)用0.5毫米黑色墨跡簽字筆描清楚，連線方式應(yīng)是單線連接，連線順序應(yīng)先畫(huà)串聯(lián)電路，再畫(huà)并聯(lián)電路。一般先從電源正極開(kāi)始，到電鍵，再到滑動(dòng)變阻器等。按順序以單線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來(lái)；然后連接支路將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。連接完畢，應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查電路也應(yīng)按照連線的方法和順序。連線口訣：有圖到物、接線到柱先串后并、量程清楚線不交叉就近接入四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）按照如圖所示的電路圖連接成實(shí)驗(yàn)電路（安培表外接，滑動(dòng)變阻器用分壓式，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，變阻器觸頭位于電壓表讀數(shù)為零處）何處？

(2)閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置，測(cè)出12組不同的電壓值U和電流值I。并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格。

U/V00.20.40.60.81.01.21.62.02.42.83.23.63.8

I/A

(3)在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸建立坐標(biāo)系。在坐標(biāo)系上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來(lái)。就得小燈泡的伏安特性曲線。

I/AU/V00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.8

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25..............

(4)拆除電路，整理儀器。2.為使小燈泡上的電壓能零開(kāi)始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用

連接。1.小燈泡的電阻很小。當(dāng)它與電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大，故為了準(zhǔn)確測(cè)出小燈泡的伏安特性曲線，故電流表應(yīng)采用

接法。外分壓式3.本實(shí)驗(yàn)中，開(kāi)關(guān)S閉合前應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于

的位置。電壓表讀數(shù)為零4.小燈泡的燈絲的電阻率隨溫度的升高而增大，故小燈泡的伏安特性曲線I—U圖線應(yīng)為斜率

曲線。漸小5.畫(huà)I—U曲線時(shí)不要畫(huà)成折線，而應(yīng)當(dāng)畫(huà)成平滑的曲線，對(duì)誤差較大的點(diǎn)應(yīng)當(dāng)舍棄。注意事項(xiàng)：1．由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差．2．電流表、電壓表的讀數(shù)帶來(lái)誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)．3．在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)操作誤差．誤差分析典例分析【例題1】用內(nèi)阻為3000Ω的電壓表和內(nèi)阻為10Ω的電流表測(cè)電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60V，電流表的示數(shù)都是0.2A，則R1的測(cè)量值為

Ω，真實(shí)值是

Ω，R2的測(cè)量值為

___Ω，真實(shí)值是

Ω。乙300290300333R1甲VAR2VA典例分析【例題2】如圖所示為用伏安法測(cè)電阻的部分電路圖，因?yàn)椴恢来郎y(cè)電阻RX的大概值，所以不能確定線路的接法。為了減小誤差，可在電路接好后將電壓表的一個(gè)接線端K分別與M、N接觸，觀察電壓表和電流表的計(jì)數(shù)哪一個(gè)有明顯的變化。下列關(guān)于觀察到的現(xiàn)象及應(yīng)選用的接法的敘述中，正確的是：（）A、若電流表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在M點(diǎn)B、若電流表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在N點(diǎn)C、若電壓表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在M點(diǎn)D、若電壓表讀數(shù)有明顯的變化，則K應(yīng)接在N點(diǎn)BC典例分析

例3.某同學(xué)在做測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù)編號(hào)12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光典例分析（1）在下圖中畫(huà)出I—U圖線.（2）從圖線上可以看出，當(dāng)小燈泡的電功率逐漸增大時(shí)，燈絲電阻的變化情是

。（3）這表明導(dǎo)體的電阻隨著溫度的升高而

。逐漸增大增大課堂練習(xí)1.如圖所示，在使用伏安法測(cè)量電阻Rx時(shí)，有兩種電路連接方法如圖中a、b所示．以下說(shuō)法中正確的是（）A．當(dāng)Rx<<RV時(shí)，用a圖測(cè)量誤差較小B．當(dāng)Rx<<RV時(shí)，用b圖測(cè)量誤差較小C．Rx比RV小得越多，采用b圖時(shí)，由于電流表分壓而引起的誤差越小D．Rx比RV大得越多,采用a圖時(shí),由于電流表的分壓而引起的