实验描绘小灯泡的伏安特性曲线

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1、1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．2．分析曲线的变化规律．描绘小灯泡的伏安特性曲线1．用电流表测出流过小灯泡的电流，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结起来．2．电流表外接：因为小灯泡电阻很小，如果内接电流表，分压明显．滑动变阻器采用分压式：使电压能从0开始连续变化．学生电源(4～6V直流)、小灯泡(4V、0.7A或3.8V、0.3A)，电流表(内阻较小)、电压表(内阻很大)，开关和导线、滑动变阻器、坐标纸．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7－5－1所示电路．一

2、、连接电路二、测量与记录2．测出小灯泡在不同电压下的电流移动滑动变阻器触头位置，测出12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．U(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)三、数据处理、整理仪器3．画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以U为横轴，以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结起来．就得到小灯泡的伏安特性曲线．4．拆除电路、整理仪器．1．本实验中被测小灯

3、泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．2．滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化．3．U－I图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现很大误差．4．建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸．1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差．2．测量时读数带来误差，严格按照读数规则．3．在坐标纸上描点、作图带来误差．用细铅笔，严格标度．【例1】有一个小灯泡标有“6V、0.6W”的字样，现在要

4、用伏安法测量这个灯泡的I－U图线，有下列器材可供选用：A．电压表(0～5V，内阻10kΩ)B．电压表(0～10V，内阻20kΩ)C．电流表(0～0.3A，内阻1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.4Ω)E．滑动变阻器(30Ω，2A)F．学生电源(直流9V)，还有开关和导线(1)实验中电压表应选________，电流表应选________．(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽可能减小，画出实验电路图．解析：(1)电流表、电压表的选择由小灯泡的标识可知其额定电压为U1＝6V，额定电流为I1＝0.1A，在额定电压下的电阻为R＝60Ω.为了安全，小灯泡两端所加电压

5、不能超过6V，(通过小灯泡的电流不能超过0.1A)，要测I－U图线，其电压变化范围应在0～6V间．因此电压表应选择B，电流表应选择C.BC(2)电流表内外接法的选择由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将引起系统误差．本实验中小灯泡的最大电阻约R1＝60Ω，R1≪RV，为了减小误差，应当用电流表外接法．(3)控制电路的选择本题中若采用限流电路，其电路中的最小电流是Imin＝0.1A，显然不符合实验要求；且实验数据应包括电压在零附近的数值，故只能用分压接法．实验电路图如右图所示．答案：(1)BC(2)电流表外接，分压式，见解析图【例2】某同学

6、做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,实验室提供了下表中的器材.小灯泡L(额定电压2.5V,额定电流250mA)直流电源E(电动势3V,内阻不计)电流表A1(量程300mA,内阻约0.5Ω)电流表A2(量程500mA,内阻约0.2Ω)电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)电压表V2(量程6V,内阻约6kΩ)滑动变阻器(最大阻值约10Ω)开关S,导线若干(1)为了使实验误差尽可能小,应选用的电流表是,电压表是.(2)若该同学已正确选用器材,并连接好部分实验电路.如图2所示,请在图中完成其余的电路连接,要求小灯泡两端的电压能在0~2.5V范围连续变化,且尽可能减少实验

7、误差.图2A1V1(3)该同学在正确完成实验后得到如图3所示的伏安特性曲线,他从图线中得到“通过小灯泡的电流随电压的增大而增大”的规律.请你分析图线再写出两条规律:图3a.;b..答案(1)A1V1(2)如下图所示(3)通过小灯泡的电流与电压的变化关系是非线性关系;小灯泡的电阻随温度的升高而增大;小灯泡的功率随电压的增大而增大等【例3】某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的U—I图象,除导线和开关外还备有以下器材可供选择:A.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)C.电压表(量程5.0V,内阻约为5kΩ)

8、D.电压表(量程15.0V,内阻约为1