山东省高中物理第二章恒定电流实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线讲义（含解析）新人教版

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1、实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的1．测绘小灯泡的伏安特性曲线。2．分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理欧姆定律。三、实验电路1．电流表的内、外接：由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表外接法。2．滑动变阻器的接法：小灯泡两端的电压需要从0开始，滑动变阻器要采用分压式连接，实验电路图如图所示。四、实验器材小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源(或电池组)、开关、导线、坐标纸、铅笔等。五、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，按如图所示的电路原理图连接好实验电路。2．把滑动变阻器的滑

2、片调节到a端，电路经检查无误后，闭合开关S。3．改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关S。4．拆去实验线路，整理好实验器材。六、数据处理1．在坐标纸上建立坐标系，坐标所取分度应参考测量数据，比例适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。2．连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。3．根据图像计算电阻时，应用R＝来计算。七、误差分析1．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系统误差，电流表外接，则电流表示数偏大。2．测量时，读数带来偶然误差。3．在坐标纸

3、上描点、作图也会带来偶然误差。八、注意事项1．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑到使灯泡两端电压为零的位置。2．在增大电压的过程中，要确保不超过小灯泡的额定电压。3．在选择电表的量程时，掌握以下原则：在测量值不超过电表量程的前提下，指针尽量偏转至量程左右。4．测绘IU(UI)图线时要注意三点：一是标度选取合理。即作出的图像既可以把表中所给出的所有点都标注上，同时又要使图像分布在中央位置上；二是用“·”或“×”标注点；三是用平滑曲线拟合连接各点，误差较大的点可以舍弃。[例1]　在《描绘小灯泡的伏安特性曲线》实验中选择“3V　0

4、.5A”的小灯泡作为研究对象，现备有以下器材：A．电流表A1(量程0～0.6A，内阻1Ω)B．电流表A2(量程0～3A，内阻1Ω)C．电压表V1(量程0～15V，内阻约10kΩ)D．电压表V2(0～3V，内阻约2kΩ)E．滑动变阻器R1(阻值0～100Ω)F．滑动变阻器R2(阻值0～10Ω)G．电源E＝6VH．开关S，导线若干(1)在本实验中，电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______；(填入器材序号)(2)滑动变阻器应采用______(填“分压”或“限流”)式接法，电流表应采用___

5、___(填“内”“外”)接法；(3)设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I＝______A，U＝______V。[解析]　(1)“3V　0.5A”的小灯泡，则电流表应选用A(量程0～0.6A，内阻1Ω)，电压表应选用D(0～3V，内阻约2kΩ)；描绘小灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器选用F(阻值0～10Ω)。(2)描绘小灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器应采用分压式接法；小灯泡正常工作时的电阻RL＝＝6Ω，比电压表电阻小的多，则电流表应采用外接法。(3)根据题图中电流表、电压表的示数可知I＝0.48A，U＝2.20V。

6、[答案]　(1)A　D　F　(2)分压　外　(3)0.48　2.20[例2]　小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大，某同学利用实验探究这一现象，所提供的器材有：A．电流表A1：量程0～0.6A，内阻约0.125ΩB．电流表A2：量程0～3A，内阻约0.025ΩC．电压表V1：量程0～3V，内阻约3kΩD．电压表V2：量程0～15V，内阻约15kΩE．滑动变阻器R1：总阻值约10ΩF．滑动变阻器R2：总阻值约200ΩG．电池E：电动势3.0V，内阻很小H．导线若干，开关S该同学选择仪器，设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据

7、：I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)请你推测该同学选择的器材是：电流表为______，电压表为______，滑动变阻器为______(以上均填写器材前序号)。(2)请你推测该同学设计的实验电路图并画在下面的虚线框中。[解析]　(1)由表中实验数据可以知道，电流最大测量值为0.50A，则电流表应选A；电压最大测量值为2.00V，电压表应选C；为方便实验操作滑动变阻器应选择E。(2

8、)由表中实验数据可以知道，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；灯泡最大阻值约为R＝＝Ω＝4.0Ω，电流表内阻约为0.125Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应选择外接法；电路图如图所示。[答案]　(1)A　C　E　(2)电路图见解析1．[多选]在“描绘小灯泡的伏安特