实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线

实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线

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时间:2019-11-22

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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,应优先采用限流式接

2、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.把滑动变阻器的滑动片调节到图中最左端,

3、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.本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电

4、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,________;②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,________

5、;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

6、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,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

7、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

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