高二八讲恒定电流实验(一)(精英班教师版).doc

第八讲　恒定电流实验（一）（精英班 教师版） 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线与测定金属的电阻率 自主·夯实基础　　自主预习　轻松过关 　　名师点金 　　在高考电学实验中，电阻测量出现的频率最高.本讲两实验都以伏安法测电阻为核心，同学们在学习电阻测量的方法时，应先研究掌握好伏安法中器材的选择、电路的连接、数据处理、误差分析，在此基础上再进行拓展创新，去探究一些新的测量电阻的方法. 　　知识梳理 　　（一）描绘小灯泡的伏安特性曲线 　一、实验目的 　　描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律. 　　二、实验原理 　　1.用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组（U，I）值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线. 　　2.小灯泡（3.8 V，0.3 A）的电阻很小，当它与电流表（量程为0.6 A）串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，即测出U、I的值，电流表应采用外接法；为使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法. 　三、实验器材 　　小灯泡（3.8 V，0.3 A）或（9 V，0.7 A）一只，电压表（0~3 V~15 V）、电流表（0~0.6 A~3 A）各一只，滑动变阻器一只，学生低压直流电源（或电池组）、开关一只、导线若干、坐标纸、铅笔. 　　四、实验步骤 1.连接电路 　　将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图50-1所示的电路. 　　2.测出小灯泡在不同电压下的电流 　　（1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应移到最左端，以使开关闭合时灯泡两端的电压能从零开始变化.同时，这样做也可防止开关刚闭合时灯泡两端的电压过大而烧坏灯丝. 　　（2）改变滑动变阻器滑片的位置，测出14组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格. 　3.画出伏安特性曲线 　　（1）在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系. 　　（2）在坐标纸上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. 　　4.拆除电路，整理仪器 　　五、实验注意事项 　　1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法. 　　2.因本实验要作出I-U图线，要求测出电压从零变化至U额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法.　 　　3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图51-1中的A端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值. 　　4.实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不会偏向一边或过小或过大. 　　5.画I-U曲线时，不能画成折线，而应画成平滑的曲线，偏差较大的点应舍弃. 　　（二）测定金属的电阻率 　　一、实验目的 　　1.掌握电流表、电压表的使用原理及读数方法，滑动变阻器在电路中的两种连接方法. 　　2.练习使用螺旋测微器. 3.测定金属的电阻率. 　　二、实验原理 　　由电阻定律可知，金属的电阻率　　　.因此测出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可算出金属导线的电阻率. 　　三、实验器材 　　被测金属导线、刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关及导线若干. 　　四、实验步骤 　　1.用螺旋测微器在被测金属导线的三个不同位置各测一次直径，求出d的平均值. 　　2.按图50-2所示的电路图连接好电路. 　　3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度L. 　　4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路的阻值最大的位置，电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数I和U的值，记录在下表中.断开S，求出电阻R的平均值. 　　　　　　　　　　　 5.将测得的R、L、d的值代入电阻率的计算公式　　　　，计算出金属导线的电阻率. 　　6.拆除实验线路，整理器材. 　　五、实验注意事项 　　1.用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同的位置各测一次，求其平均值；用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，应反复测量三次，求其平均值. 　　2.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此采用电流表外接法. 　　3.用伏安法测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验中逐渐增大. 4.无论滑动变阻器采用限流接法还是分压接法，可根据实验要求或提供的器材规格进行选择. 　　5.为了准确地求出电阻R的平均值，可采用U-I图象法求出其阻值. 　　六、误差分析 　　1.测量电