5 第二章 5.实验 描绘I-U特性曲线（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦“描绘小灯泡I-U特性曲线”实验，从实验设计（分压式控制电路、电流表外接法）切入，衔接实验器材、步骤及数据处理，构建从操作到I-U曲线分析及线性与非线性元件概念的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过“知识辨析”引导学生探究分压式接法原因、外接法系统误差等问题，结合数据处理与曲线分析培养模型建构能力。学生能提升实验操作与分析能力，教师可依托结构化内容实施探究式教学。

知识点1　实验设计 　　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(I,U)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起来,即得小灯泡的伏安特性曲线, 电路图如图所示。 5 实验:描绘I-U特性曲线 必备知识 清单破 第1讲　描述运动的基本概念 知识点2　实验过程 1.实验器材 　　学生电源或电池组、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅 笔、坐标纸。 2.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,根据原理图连接好实物。 (2)闭合开关S,调节滑动变阻器,使电压表、电流表有明显示数,记录电压U和电流I。 (3)用同样的方法测量并记录几组U和I。 (4)断开开关,整理好器材。 第1讲　描述运动的基本概念 3.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)在坐标系中描出各组数据所对应的点。 (3)将描出的点用平滑曲线连接起来,就得到小灯泡的伏安特性曲线。 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.实验中滑动变阻器为什么采用分压式接法? 2.实验中电流表为什么采用外接法?这种连接方式会产生怎样的系统误差? 3.以I为纵轴、U为横轴描绘出的小灯泡的I-U特性曲线为什么不是直线?曲线会向哪个坐标 轴弯曲?这种现象说明什么? 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.该实验中电压要求从零开始连续变化,故滑动变阻器采用分压式接法。 2.由于小灯泡的电阻较小,故采用电流表外接法。测量时,未考虑电压表的分流,产生测得的I 值比真实值偏大的系统误差。 3.灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化,其I-U特性曲线不是一条直线。曲线向横轴弯曲,即 曲线上的点与原点的连线的斜率变小,电阻变大,说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增 大。 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破 定点　对I-U特性曲线的理解 1.I-U特性曲线:用纵坐标表示电流I,用横坐标表示电压U,这样画出的导体的I-U图像称为导 体的I-U特性曲线,加在导体两端的电压U是自变量,I是因变量。 2.特点:I-U特性曲线上某点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数,即k= = 。如图所示 某金属导体的I-U图线,斜率越大,表示电阻越小。   第1讲　描述运动的基本概念 3.线性元件和非线性元件 (1)如图所示,导体的I-U特性曲线为过原点的直线,即电流与电压成正比关系,具有这种I-U特 性的电学元件称为线性元件,如金属导体、电解液等。 第1讲　描述运动的基本概念 (2)如图所示,I-U特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比关系,具有这种特性的电学元件称 为非线性元件,如气态导体、半导体等。 第1讲　描述运动的基本概念 4.非线性元件电阻的确定 　　如图所示,在非线性元件的I-U特性曲线上电阻等于点(Un,In)与坐标原点连线的斜率的倒 数,即导体电阻Rn= ,而不等于该点切线斜率的倒数。 第1讲　描述运动的基本概念 $