描绘小灯泡的伏安特性曲线实验讲义.doc

基本实验要求
1．实验原理
(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出I－U图象；
(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．
2．实验器材
小电珠“ V, A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～ A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．
3．实验步骤
(1)画出电路图(如实验原理图甲)．
(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路．
(3)测量与记录
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，并将测量数据填入自己设计的表格中．
(4)数据处理
①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．
②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．
③将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．
4．实验器材选取
(1)原则：①安全；②精确；③操作方便．
(2)具体要求
①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流． A.
②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流．
③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值．
④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上．
⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器．
规律方法总结
1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
两种接法的电路图
负载R上电压的调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
负载R上电流的调节范围
≤I≤
0≤I≤

(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)．
(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)．
3．注意事项
(1)电路的连接方式：
①电流表应采用外接法：因为小电珠( V, A)的电阻很小， A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．
②滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从0开始连续变化．
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为0的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．
(3)I－U图线在U0＝ V左右将发生明显弯曲，故在U＝ V左右绘点要密，以防出现较大误差．
4．误差分析
(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值．
(2)测量时读数带来误差．
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．
考点一　实验原理与电路设计
1．[电表读数及实验电路](2015·浙江理综·22)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．
图1
图2
(1)根据图1画出实验电路图；
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示， A，电压表量程为3 V．所示读数为：①________、②________、③________、④．
答案　(1)见解析图　(2)① A　② A
③ V　④ V　 Ω(± Ω均可)　 Ω(± Ω均可)[ Ω(± Ω均可)
8．3 Ω(± Ω均可)也行]
解析　(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线需要测量电压范围大，变阻器用分压式接法，小灯泡电阻比较小，电流表要外接，电路图如图所示．
(2) A时， A，读数读到小数点后两位，所以① A，② A；电压表量程为3 V， V， V，所以③ V，④ V，根据欧姆定律R1＝＝＝ Ω，R2＝＝ Ω＝ Ω.
2．[器材选取和电路设计]小亮同学为研究某电学元件( V， A)的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：
A．电压表(量程3 V，内阻6 kΩ)
B．电压表(量程15 V，内阻30 kΩ)
C．电流表( A， Ω)
D．电流表(量程3 A， Ω)
E．滑动变阻器(阻值范围0～5 Ω， A)
F．滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω，额定电