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1、实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线,一、伏安法测电阻,1伏安法测电阻的两种电路形式比较,2.两种控制电路,(1)两种控制电路比较.,(2)两种控制电路的选择,下列三种情况必须选用分压式接法,a要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连 续调节时(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路) b当用电器的电阻 RL 远大于滑动变阻器的最大值 R0，且 实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时(因为若 用限流法，RL 两端电压变化不明显),c若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍,超过 RL 的额定值时，只能采用分压接法,下列情况可选用限流式接法,a测量时电路的电流或电
2、压没有要求从零开始连续调节， 只是小范围内测量，且 RL 与 R0 接近或 RL 略小于 R0，采用限流 式接法,b电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满,足分压式接法的要求时，采用限流式接法,c没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均 可采用时，可考虑安装简便和节能因素，采用限流式接法,准确原则：减少误差各电表示数不少于量程的；测多,3器材的选择 (1)选择原则,安全原则：不超过各仪表、元件允许的最大电流,1 3,组数据，要求电表示数在大范围内可调；选内阻较大的电压表、 内阻较小的电流表,能耗少的原则：变阻器通常选限流接法，选择最大阻值 与待测电阻的阻值比较接近且稍大一些的
3、变阻器分压接法时， 选阻值较小而额定电流较大的,(2)选择方法,估算电流和电压的最大值，确定实验器材中的电压表和,电流表,根据待测电阻的大约值确定滑动变阻器，选择最大值与,待测电阻差不多的滑动变阻器,根据待测电阻的阻值大小确定安培表的内外接，根据实,验要求确定滑动变阻器的接法，画出实验电路图,4实物连线：从电源的正极出发，将串联部分电路连接好， 注意电表的量程问题，最后连上电压表连线后需要检查电表 的正负极，检查电流是否从正极流入，从负极流出连线一律 连在接线柱上，不交叉,二、描绘小电珠(小灯泡)的伏安特性曲线,1实验目的：通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并,分析曲线的变化规律,2实验原理
4、：金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而 使得一段金属导体的电阻随温度变化而发生相应的变化对一 只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差 几倍到几十倍它的伏安特性曲线并不是一条直线，即灯丝的 电阻是非线性的本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究 钨丝灯泡在某一电压变化范围内，其阻值的变化，从而了解它 的导电特性,3实验器材：小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电 源、开关、导线、坐标纸 4实验步骤 (1)按电路图连接好电路实验电路图如图 S81 所示；实 物接线图如图 S82 所示,图 S81,图 S82,(2)检查无误后，将滑片调节至最左边附近、闭合电键，读,出一组 U、I 值
5、，记录于表格,(3)再调节滑动变阻器的滑片到不同位置，读出十组不同的,U、I 值，记录于表格,(4)断开电键，整理好器材,(5)在坐标纸上以 I 为横轴，以 U 为纵轴，并选取适当的单,位,(8)分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律,(6)用描点法在坐标纸上标出各组 U、I 值的对应点位置 (7)用平滑曲线将各点依次连接起来,五、注意事项 1本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法 2本实验要作出IU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
6、 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，不要画成折线 。图线应为一条过原点的直线 但由于小灯泡的灯丝在其两端电压由零增至额定电压的过程中，灯丝温度由室温升高到近2000 ，灯丝电阻率有明显增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线,六、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，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,题组1,伏安法测电阻,1用伏安法测量某一电阻 Rx 的阻值，现有实验器材如下：,A待测电阻 Rx(阻值约 5,，额定功率为 1 W),B电流表 A1(量程 00
7、.6 A，内阻为 0.2 C电流表 A2(量程 03 A，内阻为 0.05,) ),D电压表 V1(量程 03 V，内阻为 3 k) E电压表 V2(量程 015 V，内阻为 15 k),F滑动变阻器 R0(050,),G蓄电池(电动势为 6 V)、开关、导线,(1)为了较准确测量 Rx 阻值，电流表、电压表应选_,(填器材前面的选项字母),(2)在下面的虚线框内画出实验电路图,图33,2有一只电阻 Rx，其阻值大约在 4050 之间，需要进,一步测定其阻值现有的器材有：,电池组 E(电动势 9 V，内阻约为 0.5 ) 伏特表 V(量程 010 V，内阻约 20 k) 毫安表 A1(量程 0
8、50 mA，内阻约 20 ) 毫安表 A2(量程 0300 mA，内阻约 4 ) 滑动变阻器 R1(0100 ，额定电流 1 A) 滑动变阻器 R2(01700 ，额定电流 0.3 A) 电键一只，导线若干,有两种可供选择的电路如图 S83 甲、乙所示实验中要求 多测几组电流、电压值 图 S83 为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器 要便于调节，在实验中应选图_所示的电路，应选代号为 _的毫安表和代号为_的滑动变阻器该实验的系统误 差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值,比真实值偏_,A2,R1,电压表分流,小,甲,题组2,描绘小电珠(小灯泡)的伏安特性曲线,3(201
9、0 年湛江二模)某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性 曲线”实验时，误将电流表和电压表接成如图 S84 所示的电 路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的发光情况是 _若本实验给定电压表(内阻约为 5 k)、电流表(内 阻约为 4 )、滑动变阻器、电源、开关、小灯泡(额定电压 3.8 V) 及导线若干，要求小灯泡的电压从零开始增大，实验应选择图 S85 中的电路图是_该同学描出的伏安特性曲线如 图 S86 所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压 的增大而_，当给小电灯泡加额定电压 3.8 V 时， 其电阻为_(结果保留三位有效数字).,S84,S85,S86,4某学习小组要描绘一只小电珠
10、(2.5 V,0.5 A) 的伏安特,性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器 材可供选择： A电源 E(电动势为 3.0 V，内阻不计) B电压表 V1(量程为 03.0 V，内阻约为 2 k) C电压表 V2(量程为 015.0 V，内阻约为 6 k) D电流表 A1(量程为 00.6 A，内阻约为 1 ) E电流表 A2(量程为 0100 mA，内阻约为 2 ) F滑动变阻器 R1(最大阻值 10 ) G滑动变阻器 R2(最大阻值 2 k),(1)为了减小实验误差，实验中电压表应选择_，电流 表应选择_，滑动变阻器应选择_(填器材前面的 选项字母),(2)为提高实验精度，请
11、你为该学习小组设计电路图，并画,在虚线框中,(3)下表中的各组数据是此学习,小组在实验中测得的，根据表格中 的数据在方格纸上作出该电珠的伏 安特性曲线,图 S87,(4)如果用一个电动势为 1.5 V、内阻为 3 的电源与该小电 珠组成电路，则该小电珠的实际功率为_(结果保 留两位有效数字),解析：因为电压要求范围宽，滑动变阻器选用分压式接法； 电压表、电流表选择时，在保证安全的前提下，选用小量程电 表；由于R ，用外接法；计算实际功率时应画电源的I U 图线与小电珠的伏安特性曲线相交,题型1,伏安法测电阻的综合运用,【例1】伏安法测电阻时，使用的电源电压是 3 V，电压表 有 03 V 和
12、015 V 两个量程，电流表有 00.6 A 和 03 A 两个量程，估计待测电阻的阻值约为 10 .则电压表应选择量程 _，电流表应选择量程_ (1)此实验的原理是_ (2)在虚线框内画出实验电路图，并把图S88 的实物对应 连接起来,图 S88,(3)实验中应测量的物理量是_和_,_，分别用_和_测量,(4)连接电路时，开关应_，闭合开关前滑动变阻器滑 片应置于_(填“左”或“右”)端，滑动变阻器的作用 是：_.,(5)某次实验，电流表和电压表的示数如图 S89 所示，该,次实验测得的电阻 Rx 为_.,图 S89,(6)如果要使电流表的示数变为 0.4 A，滑动变阻器滑片应向 实物图中的
13、_(填“左”或“右”)端移动，此时电压表 示数为_ V.,(7)若实验中所用器材良好，但某同学在实验中发现电流表 的指针几乎不动，而电压表的示数却有明显偏转(示数较大)， 则电路中发生故障的原因是_,_.,得Rx5.,(5)电压表的示数为2.40 V，电流表的示数为0.48 A，由R,U,I,(6)电流变小，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故应向阻 值变化大的方向移动，此时电压表示数为UIR2 V. (7)电流表没示数，说明电流表所在支路断路，电压表示数 变大，电路断在电压表两接线柱之间，即待测电阻两端接线柱 接触不良,(2)如图36 所示 图36 (3)电阻两端电压 通过电阻的电流 电压表 电
14、流表,答案：03 V,00.6 A,(4)断开 左,改变被测电阻两端电压,(5)5 (6)左 2,(7)待测电阻两端接线柱接触不良,1给你一个电流表(内阻可忽略不计)、一节干电池(内阻可 忽略不计)、一个开关、一个已知阻值的电阻 R 和导线若干，如 何测出未知电阻 Rx?,(1)画出你设计的电路图； (2)简要说明测量步骤； (3)写出 Rx 的表达式,(3)RxR.,答案：解：(1)如图37 所示,图37,(2)把Rx 与已知阻值的电阻R 并联在电路中，用电流表分别,测出通过Rx 及已知阻值R 的电流Ix 和 I.,I,Ix,题型2,描绘小电珠的伏安特性曲线,【例2】(2010 年盐城模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲 线”实验中，用导线 a、b、c、d、e、f、g 和 h 按图 S810 所 示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电 流表已调零闭合开关后：,图 S810,图 S811,(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化， 但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是图 S810 中的 _(填导线字母)导线断路,(2)某同学测出电源和小电珠的 UI 图线如图 S811 所 示，将小电珠和电阻 R 串联后接到电源上，要使电路中电流为 1.0
