实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线

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1、实验八描绘小电珠的伏安特性曲线【预备知识】滑动变阻器的限流接法和分压接法1．两种接法比较抓纲扣本·落实基础2.分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式电路．(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路．(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路．(4)两种电路均可使用的情况下，应

2、优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低．【实验目的】1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．2．分析曲线的变化规律．【实验原理】用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)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结起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．【实验过程】1．确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图实Ⅷ－1所示的原理图连接好实验电路．【实验器材】小电珠(“4V,0.7A”或“3.8V,0.3A”)、4V～6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．2．把滑动

3、变阻器的滑动片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S.3．改变滑动变阻器滑动片的位置，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．在坐标纸上以电流I为纵轴，以电压U为横轴建立坐标系，并选取适当的单位．用描点法在坐标纸上标出各组U、I值对应点的位置．用平滑曲线将各点依次连接起来，便得到小灯泡的伏安特性曲线．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律．5．断开电源，整理好器材．【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误差，电流表外接，则电流示数偏大．2．测量时读数带来误差．3．在坐标纸上描点、作图带来误差．【注意事项】1

4、．本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．2．本实验要作出I－U图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法．3．为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端．4．加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压．5．连图线时曲线要平滑，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，绝对不要画成折线．［例1］(2013·福州模拟)图实Ⅷ－2所示为“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V.剖题探法·突破考点考点一实验操作及数据分析(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，___

5、_____；②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，________；③断开开关，…….根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．(3)实验中得到了小灯泡的U－I图象如图实Ⅷ－3所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而________．(选填“增大”“减小”或“不变”)[解析](1)①在分压电路中为了保护灯泡所在支路，开关闭合前，滑动变阻器与灯泡所在支路并联部分的电阻为零，因此滑片应靠近左端．②要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需测多组数据，且要求电流、电压从零变化到额定值．(2)电路原理图如下图所示．(3)因U－I图象的斜率随电压的增加

6、而增大，故小灯泡的电阻随电压的增加而增大．[答案](1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)见解析图(3)增大[特别提醒]“测定金属的电阻率”与“描绘小灯泡的伏安特性曲线”两个实验都是电阻的测量实验，但描绘小灯泡的伏安特性曲线必须要求电压从零开始调节，故滑动变阻器必须采用分压式接法，而测量金属的电阻率的实验电流表的内、外接和滑动变阻器的接法需要依据待测电阻的阻值大小来确定．考点二实验原理的理解及电路设计(1)甲同学设计了如图实Ⅷ－4甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图乙所示

7、，此时L的电阻为________Ω.(2)乙同学又设计了如图实Ⅷ－5所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V.(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图实Ⅷ－6所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．[答案](1)5(2)4(3)见解析[规律总结]内阻已知的电流表可以充当电压表，也可以串联一个电阻箱或定值电阻来扩大电压表的量程．同理内阻已知的电压表也可以充当电