2011届高三物理复习：伏安法的应用（学案）

伏安法的应用 （学案）
教学目标：
1、掌握实验仪器的选取方法
2、掌握伏安法的继续应用：① 描述小灯泡的伏安图线
② 测定金属的电阻率
教学过程
一、复习：（同学们完成下面的问题）
1、伏安法测电阻的测量电路的选取原则是？
a) 内接法适合于测____电阻，或___。
b) 外接法适合于测____电阻，或___。
2、供电电路的选取原则是？
a) 当RX b)当测量电路的电流、电压要求从零调；或RX >10R时应采用_______电路。
二、伏安法的应用
练习1：有一电阻（阻值约4Ω,额定功率1w) ，需测定其阻值，现有下列器材：
电池组E（电动势为6V，内阻约0.5Ω）
电压表V1（量程0-3V，内阻3KΩ）
电压表V2（量程0-15V，内阻15KΩ）
电流表A1（0-0.6A，内阻0.2Ω）
电流表A2（0-3A，内阻0.05Ω）
滑动变阻器R1（0-10Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R2（0-2000Ω，额定电流1A）
开关K及导线若干，实验中要求多测几组电流、电压值。
根据计算回答：电流表应选______，电压表应选_______，滑动变阻器应选_______，测量电路应采用的连接方式为___________（填内、外接），控制电路选择__________电路（分压、限流）。
练习2：实验绘制小灯泡“3V 1.5W”的U—I曲线。某同学用实验得到如下数据：
（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
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：电压表（0-3-15V）、电流表(0-0.6-3A)、滑线变阻器R1(0—10Ω)，R2(0—1000Ω)，电源（4.5V）、小灯泡（3V 1.5W）、电键、导线若干。
根据图像回答：图线直线、曲线、还是折线？ 由图线说明了什么现象？_____________
__________________________________________________________________________。
思考题1：如果某一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（提示：可在上图中作出电源的图线，思考两图线交点的物理意义，求解过程写在下面的方框中）
练习3：有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方内圆，如图所示．此金属材料重约1~2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0．因管线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量其内径d，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600mA 1.0Ω）
D．电流表（3A 0.1Ω）
E．电压表（3V 6kΩ）
F．滑动变阻器（2kΩ 0.5A）
G．滑动变阻器（10Ω 2A）
H．蓄电池（6V 0.05Ω）
I．开关一个，带夹子的导线若干
小结：伏安法的应用是电学实验中很重要的内容，首先要掌握好测量电路和供电电路选择，在此基础上，应进一步掌握仪器的选择原则和方法，这样才能保证减小实验误差，提高实验数据的准确性；作为图像法是实验数据处理既方便又准确的方法，要掌握好画图像的方法和注意事项，并会通过图像得出结论。
问题：被测电阻的额定电流为_______A，额定电压为_______V。
仪器的选取原则：
安全性：通过电源、电表、电阻、滑动变阻器的电流不能超过其允许的最大电流。
准确性：电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程,（一般取满偏度的1/3 以上）
滑动变阻器的选取：考虑被测对象对电流或电压变化范围的要求，并且做到调节方便、节能。
I/A
U/V
O
① 电压表量程应选______，电流表的量程应选_______。
② 滑动变阻器应选______Ω，采用怎样的连接__________。
③ 在左下方的方框中划出实验电路图。
④ 在右下方的坐标纸上画出小灯泡的U—I曲线。
问题
描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验器材：
实验步骤：
连电路
测数据
描图线
得结论
注意事项：
灯泡电表要安全 坐标标度要合适
误差大点要舍去 描画图线要平滑
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
思考题2：如果另有乙同学用不同的小灯泡也作了该实验得到了如图所示的乙图线。若将甲乙两个灯泡并联在一起接在2.0V的恒压源上，两灯泡实际消耗的功率分别为_______W，______W。若将甲乙两个灯泡串联接在2V的恒压源上，两者消耗的实际功率分别_______W，________W。
① 除待测金属材料外，应选用的实验器材有_______ （只填代号字母）．
② 在左下方的方框内画出实验电路
③ 在下面的方框中用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属管线内径d的表达式
问题
测金属的电阻率
实验原理：欧姆定律 电阻定律
实验器材：
实验步骤：
注意事项：
导线长度为连入电路中的有效长度。
导线直径应在不同位置测三次，取其平均值。
通电电流不易强，避免导线温度升高。