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伏安法的應(yīng)用 （學(xué)案）
教學(xué)目標(biāo)：
1、掌握實(shí)驗(yàn)儀器的選取方法
2、掌握伏安法的繼續(xù)應(yīng)用：① 描述小燈泡的伏安圖線
② 測定金屬的電阻率
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)：（同學(xué)們完成下面的問題）
1、伏安法測電阻的測量電路的選取原則是？
a) 內(nèi)接法適合于測____電阻，或___。
b) 外接法適合于測____電阻，或___。
2、供電電路的選取原則是？
a) 當(dāng)RX
10R時應(yīng)采用_______電路。
二、伏安法的應(yīng)用
練習(xí)1：有一電阻（阻值約4Ω,額定功率1w) ，需測定其阻值，現(xiàn)有下列器材：
電池組E（電動勢為6V，內(nèi)阻約0.5Ω）
問題：被測電阻的額定電流為_______A，額定電壓為_______V。
電壓表V1（量程0-3V，內(nèi)阻3KΩ）
電壓表V2（量程0-15V，內(nèi)阻15KΩ）
電流表A1（0-0.6A，內(nèi)阻0.2Ω）
電流表A2（0-3A，內(nèi)阻0.05Ω）
滑動變阻器R1（0-10Ω，額定電流1A）
滑動變阻器R2（0-2000Ω，額定電流1A）
開關(guān)K及導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)中要求多測幾組電流、電壓值。
根據(jù)計算回答：電流表應(yīng)選______，電壓表應(yīng)選_______，滑動變阻器應(yīng)選_______，測量電路應(yīng)采用的連接方式為___________（填內(nèi)、外接），控制電路選擇__________電路（分壓、限流）。
儀器的選取原則：
安全性：通過電源、電表、電阻、滑動變阻器的電流不能超過其允許的最大電流。
準(zhǔn)確性：電壓表、電流表在使用時盡可能使指針接近滿量程,（一般取滿偏度的1/3 以上）
滑動變阻器的選取：考慮被測對象對電流或電壓變化范圍的要求，并且做到調(diào)節(jié)方便、節(jié)能。
練習(xí)2：實(shí)驗(yàn)繪制小燈泡“3V 1.5W”的U—I曲線。某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)：
（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：
I（A）
0.12
0.21
0.29
0.34
0.44
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U（V）
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
可用的器材有：電壓表（0-3-15V）、電流表(0-0.6-3A)、滑線變阻器R1(0—10Ω)，R2(0—1000Ω)，電源（4.5V）、小燈泡（3V 1.5W）、電鍵、導(dǎo)線若干。
I/A
U/V
O
① 電壓表量程應(yīng)選______，電流表的量程應(yīng)選_______。
② 滑動變阻器應(yīng)選______Ω，采用怎樣的連接__________。
③ 在左下方的方框中劃出實(shí)驗(yàn)電路圖。
④ 在右下方的坐標(biāo)紙上畫出小燈泡的U—I曲線。
問題
根據(jù)圖像回答：圖線直線、曲線、還是折線？ 由圖線說明了什么現(xiàn)象？_____________
__________________________________________________________________________。
描繪小燈泡的伏安特性曲線
實(shí)驗(yàn)器材：
實(shí)驗(yàn)步驟：
連電路
測數(shù)據(jù)
描圖線
得結(jié)論
注意事項(xiàng)：
燈泡電表要安全 坐標(biāo)標(biāo)度要合適
誤差大點(diǎn)要舍去 描畫圖線要平滑
思考題1：如果某一電池的電動勢是1.5V，內(nèi)阻是2.0Ω.問：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？（提示：可在上圖中作出電源的圖線，思考兩圖線交點(diǎn)的物理意義，求解過程寫在下面的方框中）
I/A
U/V
O
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
甲
乙
思考題2：如果另有乙同學(xué)用不同的小燈泡也作了該實(shí)驗(yàn)得到了如圖所示的乙圖線。若將甲乙兩個燈泡并聯(lián)在一起接在2.0V的恒壓源上，兩燈泡實(shí)際消耗的功率分別為_______W，______W。若將甲乙兩個燈泡串聯(lián)接在2V的恒壓源上，兩者消耗的實(shí)際功率分別_______W，________W。
練習(xí)3：有一根細(xì)長而均勻的金屬材料樣品，截面為外方內(nèi)圓，如圖所示．此金屬材料重約1~2N，長約為30cm，電阻約為10Ω．已知這種金屬的電阻率為ρ，密度為ρ0．因管線內(nèi)徑太小，無法直接測量，請設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)方案測量其內(nèi)徑d，現(xiàn)有如下器材可選：
① 除待測金屬材料外，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有_______ （只填代號字母）．
② 在左下方的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路
③ 在下面的方框中用已知的物理常數(shù)和測得的物理量，推導(dǎo)計算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式
問題
A．毫米刻度尺
B．螺旋測微器
C．電流表（600mA 1.0Ω）
D．電流表（3A 0.1Ω）
E．電壓表（3V 6kΩ）
F．滑動變阻器（2kΩ 0.5A）
G．滑動變阻器（10Ω 2A）
H．蓄電池（6V 0.05Ω）
I．開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干
測金屬的電阻率
實(shí)驗(yàn)原理：歐姆定律 電阻定律
實(shí)驗(yàn)器材：
實(shí)驗(yàn)步驟：
注意事項(xiàng)：
導(dǎo)線長度為連入電路中的有效長度。
導(dǎo)線直徑應(yīng)在不同位置測三次，取其平均值。
通電電流不易強(qiáng)，避免導(dǎo)線溫度升高。
小結(jié)：伏安法的應(yīng)用是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中很重要的內(nèi)容，首先要掌握好測量電路和供電電路選擇，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步掌握儀器的選擇原則和方法，這樣才能保證減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；作為圖像法是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理既方便又準(zhǔn)確的方法，要掌握好畫圖像的方法和注意事項(xiàng)，并會通過圖像得出結(jié)論。
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