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(共53张PPT)
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
典例精析
典例精析
一、实验设计
2、控制电路的设计
1、测量电路的设计
二、实验操作
三、结论分析
本课小结
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
跟踪练习
跟踪练习
跟踪练习
跟踪练习
谢谢
大家

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