2.5描绘I-U特性曲线 课件(共53张PPT) 高中物理教科版（2019）必修 第三册

(课件网) 第二章 电路及其应用 第5节 实验：描绘I-U特性曲线 教学目标 新课引入 测量多组某电学元件两端的电压U及通过它的电流I的值，并把这些数值记录在以电压U为横轴，以电流I为纵轴的坐标系上，并把这些数据点连接成一条线，即为该元件的I-U特性曲线，这是研究元件电学特定的一种重要方法。 I-U特性曲线 新课引入 x-t图像、v-t图像、F-x图像、R-l/S图像……想一想，到现在我们一共学习了哪些图像？ 交流讨论 新课引入 我们已经知道，金属导体遵守欧姆定律，即在温度一定的条件下，其I-U特性曲线是一条过原点的直线。 I U 这节课我们通过实验描绘小灯泡的I-U特性曲线，看看它是什么形状？你可以分析其中的原因吗？ 实验设计 设计实验电路时，可以把它分为测量电路和控制电路两部分。 1.测量电路： 用电流表测量通过小灯泡的电流，用电压表测量小灯泡两端的电压。由于小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，实验时采用电流表外接法。 实验设计 设计实验电路时，可以把它分为测量电路和控制电路两部分。 2.控制电路： 利用两节干电池作为电源，使用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流和它两端的电压。 我们希望小灯泡两端的电压在零至额定电压之间变化，因此控制电路中的滑动变阻器采用分压接法。 测量时，为了便于描点和分析，一般让电压表每次读数的变化量相等。电源两极间的电压要稍高于小灯泡的额定电压。 实验设计 设计实验电路时，可以把它分为测量电路和控制电路两部分。 综上分析，实验电路如图所示： 测量电路 控制电路 实验操作 1.按电路图连接电路。 2.将滑动变阻器的滑片P置于A端，使小灯泡 两端的电压为零，检查无误后，闭合开关S。 实验操作 3.将滑片P逐渐向B端移动，让电压表每次读数的变化量相等，直到达到小灯泡的额定电压。读出U和I的数值，记录在表格里。 4.断开开关S，拆除电路，整理器材。 U/V I/A 实验操作 5.如图所示，在坐标纸上建立平面直角坐标系。以纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，根据实验得到的数据在坐标系上描点，并用平滑曲线连接起来，便得到小灯泡的I-U特性曲线。 U/V I/A 结论分析 1.根据实验数据描绘的图线有什么特点？为什么会出现这种情况？ 图线如图所示 导体的电阻与温度有关。 金属导体的电阻是随温度的升高而增加的。 当小灯泡两端电压达到额定电压正常发光时，灯丝温度会达到2000°左右。 从室温20°升高到2000°左右。灯丝电阻变化明显。 结论分析 2.根据你得到的实验数据，由R=U/I计算小灯泡的电阻。以电阻R为纵坐标，电压U为横坐标，作出小灯泡的电阻随电压变化的曲线，你能发现什么特点？ R U 小灯泡的电阻随着电压的升高而增大。 结论分析 3.我们如果通过实验描绘一个定值电阻的I-U特性曲线，要求加在定值电阻两端的电压不要太大，每次通电时间要尽可能短，读数完毕立即切断电源，这样做的目的是什么？ 我们实验时，由于所加电压不太高，通过的电流不太强，每次通电时间很短，其温度可以认为保持不变或者变化不大，从而由于温度的变化而引起的电阻改变可以忽略。因此I-U特性曲线是一条直线。 能否根据小灯泡的I-U特性曲线不是一条过坐标原点的直线，就认为小灯泡的灯丝不遵守欧姆定律 思考： 不能，小灯泡的电阻变化是因为温度变化的原因。 某一个金属导体，在温度没有显著变化时，电阻是不变的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。 在测绘出的伏安特性曲线中，电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。 导体A、B的伏安特性曲线 某晶体二极管的伏安特性曲线 拓展学习 典例精析 典例精析 典例精析 典例精析 典例精析 典例精析 典例精析 典例精析 典例精析 典例精 ... ...