实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线.doc

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1、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线命题人：审核人：做题人：一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律。二、实验原理(1)金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线。测出若干组小灯泡两端的电压U和电流I值，然后在坐标纸上以I为纵轴、U为横轴画出IU曲线。(2)实验电路如图实－2－1所示，小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使电压能从0开始连续变化，故滑动变阻器采用分压接法。三、实验器材小灯泡、4～6V学生电源、滑动变阻

2、器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸。四、实验过程1．实验步骤(1)连电路：按图实－2－1连接电路，且使滑动变阻器的触头P滑动至A端。(2)测数据：闭合开关，逐渐使P向B端移动，记录不同状态时的电压表、电流表示数，取12组，而后拆除电路。2．数据处理(1)列表格：将记录的12组U、I值记录在表格中(2)描曲线：在如图实－2－2所示坐标纸上以电流I为纵轴、电压U为横轴建立直角坐标系，描点绘出IU曲线。(3)析规律：分析曲线变化规律，分析曲线不为直线的原因。五、误差分析(1)测量电路存在系统误差，未

3、考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；(2)测量时读数不准，描绘IU图线时作图不准确造成的偶然误差。六、注意事项(1)因本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法。(2)本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表的外接法。(3)开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值(如0.5V)时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。(4)开关闭合前，变阻器滑片移到

4、使小灯泡分得电压为零处；(5)在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。例1：　有一灯泡上标有“6V　0.1A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：A．电压表(0～5V，内阻2.0kΩ)B．电压表(0～10V，内阻3.0kΩ)C．电流表(0～0.3A，内阻2.0Ω)D．电流表(0～6A，内阻1.5Ω)E．滑动变阻器(30Ω，2A)F．滑动变阻器(100Ω，0.5A)G．学生电源(直流9V)及开关

5、、导线等(1)实验中所用的电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(2)画出实验电路图，要求电压从0V开始测量。例2：某同学在研究标有“3V　0.3A”字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据：编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在方框内画出实验电路图。(2)在图中的方格纸内画出IU图线。(3

6、)根据I－U图线分析小灯泡的电阻随温度升高而________。(4)小灯泡工作电压为3V时，测得实际电功率为________W。例3：某同学用如图2－8甲所示电路，测绘标有“3.8V　0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图像。(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表：A1(量程100mA，内阻2Ω)、A2(量程0.6A，内阻约0.3Ω)；电压表：V1(量程5V，内阻约5kΩ)、V2(量程15V，内阻约15kΩ)；滑动变阻器：R1(阻值范围0～100Ω)、R2(阻值范围0～2k

7、Ω)；电源：E1(电压为1.5V)、E2(电压为4V)。为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表________，电压表________，滑动变阻器________，电源________。(填器材的符号)(2)根据实验数据，计算并描绘出R－U的图像如图乙所示。由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为________；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为________，灯泡实际消耗的电功率为________W。(3)根据RU图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是图实

8、－2－9中的______。例4：用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将图实－2－7中实物图连线成为实验电路。图实2－7微安表μA(量程200μA，内阻约200Ω)；电压表V(量程3V，内阻约10kΩ)；电阻R0(阻值约20kΩ)；滑动变阻器R(最大阻值50Ω，额定电流1A)；电池组E(电动势3V，内阻不计)；开关S及导线若干。