2.5 实验：描绘I U特性曲线（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册配套教参（教科版）

5．如图所示是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图。图中均匀的长直玻璃管内径为d，里面充满待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为L。 (1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中导电液体用电阻Rx表示。 (2)在接通电路前，为保证器材安全，滑动变阻器的滑片P应移到最________(选填“左”或“右”)端。在电路调试时，该同学发现：闭合开关S1后，单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180 μA；单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164 μA。正式测量时，为减小实验误差，单刀双掷开关S2应接到________(选填“a”或“b”)点。 (3)该同学正确完成实验，测得该段液体的电阻R0，则该导电液体的电阻率的表达式为ρ＝________(用R0、L、d等表示)。 解析：(1)电路原理图如图所示。 (2)接通电路前为保证电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，即滑片应移到最右端。分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大，电压表示数变化小，说明电流表对示数影响较小，即电流表内阻远小于被测电阻，为减小误差应当采用电流表内接法，故接b点。 (3)根据R0＝ρ及S＝π()2可得电阻率ρ＝。 答案：(1)图见解析　(2)右　b　(3) 5　实验：描绘I­U特性曲线 授课提示：对应学生用书第52页 一、实验原理 用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在I­U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。 二、实验器材 学生电源(4～6 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V　0.7 A”或“3.8 V　0.3 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，按如图所示的电路图连接好实物图(注意开关应断开，滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为零)。 2．闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有明显的示数，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。 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压U/V 电流I/A 4.断开开关，整理好器材。 四、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。 五、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。 六、注意事项 1．因I­U图线是曲线，本实验要测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法。 2．由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法。 3．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为零的一端，使开关闭合时小灯泡的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。 4．I­U图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差。 5．当小灯泡的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关。 6．画I­U图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去。 授课提示：对应学生用书第53页 题型1　实验原理与操作 [典例1]　以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤： A．闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数(I，U)，移动滑动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组(I，U)值，共测出12组数据； B．将电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路。电流表外接，滑动变阻器采用分压式，如图所示； C．调节触头位置，使闭合开关前触头处于滑动变阻器的左端； D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线。 (1)以上各步骤中存在错误或不妥之处的是______，应如何改正：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________________________________