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1、物理恒定电流实验汇总-全 作者： 日期：16 物理恒定电流实验实验1.描绘小灯泡的伏安特性曲线【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【实验原理】在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，也就是U-I曲线是条过原点的直线。但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I曲线就可能不是直线。如图3-1所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C由A端向B端逐渐移动时，流过小电珠（“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”）的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，分别由电流表、电压表示出其值大小，将各组I、U值描绘到U-I坐标上，用平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡
2、的伏安特性曲线。 金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而测得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化。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阻值的变化，从而了解它的导电特性。【步骤规范】实验步骤操作规范 一.连接实验电路1对电流表、电压表进行机械调零2布列实验器材，接图3-1连接实验电路，电流表量程0.6A，电压表量程3V 1若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对。2电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器的电阻置于阻值最大；电线连接无“丁”字形接线。 二读取I、U数据1将滑动变阻器的滑片C向另一端滑动，读取一组电流表和电压表的读数2逐渐移动滑动
3、变阻器的阻值，在“03.8V”或“04V”范围内记录12组电压值U和相应的电流值I 1使电路中灯泡两端电压从0开始逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据记录在表中。调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压2电流表和电压表读数要有估读三描绘图线将12组U、I值，描绘到IU坐标上，画出IU曲线 在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，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；要用平滑曲线将各数据点连接起来。【注意事项】1本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法2因本实验要作
4、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3电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐 渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压4在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，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；要用平滑曲线将各数据点连接起来。【典型例题】例一某同学用如图1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变化的图象除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表
5、：A1（量程100mA，内阻约2）、A2（量程0.6A，内阻0.3）；电压表：V1（量程5V，内阻约5k）、V2（量程15V，内阻约15k）；滑动变阻器：R1（阻值范围0-100）、R2（阻值范围0-2k）；电源：E1（电动势为1.5V，内阻为0.2）、E2（电动势为4V，内阻约为0.04）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）根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图2所示由图象可知，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根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系符
6、合该关系的示意图是下列图中的_例2“220V100W”的白炽灯泡A和“220V60W”的白炽灯泡B的伏安特性曲线如图所示若将两灯泡并联接在110V的电源上时，两灯泡实际消耗的功率为多大？例3（04上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围010）、电源、小灯泡
7、、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的UI曲线.（3）如果实验中已知电池的电动势是1.5V，内阻是2.0.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（2）小题的方格图中）实验2:测定金属的电阻率【实验目的】1练习使用螺旋测微器；2学会用伏安法测电阻；3测定金属的电阻率【实验原理】1.根据电阻定律有，金属的电阻率因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率 根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I，就可以测出金属丝的电阻即用伏安法测出金属丝的电阻R金属丝的长
8、度l可以用米尺测量金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=d2/4由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器螺旋测微器来测量这就是本实验的实验原理若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为2在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大【步骤规范】实 验 步 骤操 作 规 范一 测量金属导线的直径1观察螺旋测微器两小砧合拢时，可动刻度上的零刻度线和固定刻度上的零刻度线是否重合，观察螺旋测微器的最小分度值2将金属导线放在螺旋测微器的小砧和测微螺杆之间，正确操作螺旋测微器，测出金属导线的直径3在金属
9、导线的不同位置、不同方向上，再测两次，求出平均值1螺旋测微器的最小分度是0.01mm，应估读到0.001mm2螺旋测微器的正确握法是：用左手食指侧面和大拇指握住框架塑料防热片的左侧，用右手大拇指和食指旋动旋钮 调节旋钮时，应先用粗调旋钮，使小砧与金属导线接近，然后改用微调旋钮推进活动小砧，当听到棘轮打滑空转并发出“咯咯”声时，才可读数 读数时，先读出固定刻度上的毫米整数部分（注意半毫米刻度线是否露出），再读出可动刻度的值（如半毫米刻度线已露出，应加上0.500mm），作后读出估读值 二用伏安法测金属导线的电阻1对电流表、电压表进行机械调零2将金属导线拉直，固定在木条上3按图连接电路 4闭合电键
10、，调节滑动变阻器，读取三组I、U值5计算三组I、U值对应的电阻值，取其平均值 1.若表针不在零位，用螺旋刀旋动机械调零螺钉，使其对正2连接电路前，先布列仪器，使其位置合适，然后先电阻、后电表依次连接电路，电源最后接 电键接入电路时，应处于断开位置 闭合电键前，变阻器阻值应最大 导线的连接处必须在接线柱上（无“丁”字形接线） 3电流表、电压表量程合适 每次实验通电时间不宜过长，电流不宜过大，并应及时切断电源 I、U值读数准确，有估读。三测量金属导线的长度1用毫米刻度尺测量固定在木条上连入电路中的金属导线的长度2以毫米刻度尺的不同起点再测两次3算出金属导线长度平均值 测量时，刻度尺的刻度应贴近金属
11、导线；视线要跟尺垂直；有估读（即读出0.1mm）【螺旋测微器的读数】 读数时，被测物体长度大于o5 mm的部分在固定刻度上读出，不足o5 mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字螺旋测微器的读数可用下面公式表示：螺旋测微器的读数固定刻度上的读数+可动刻度上的格数精确度o.01 mm【典型例题】例1、在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度L=0.810m。金属丝的电阻大约为4。先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。（1）从图中读出金属丝的直径D为_mm。（2）在用伏安法测定金
12、属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；电流表A1：量程00.6A，内阻0.125；电流表A2：量程03.0A，内阻0.025；电压表V：量程03V，内阻3k；滑动变阻器R1：最大阻值10；滑动变阻器R2：最大阻值50；开关、导线等。在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_，应该选用的滑动变阻器是_。（3）根据所选的器材，画出实验电路图。（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx，则这种金属材料的电阻率表达式为_。（用字母表示）例2、 在“测定金属电阻率”的实验中，用千分尺测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻，千分尺示数及电流表、电
13、压表的示数都如图所示，则可读出该金属丝的直径是_mm，金属丝的电阻值_（本空要求两位有效数字）。除此以外，还需要测量的物理量是_例3在实验室，由于不知是何种材料，也不知其大约阻值，于是，他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻，经正确操作后，用“100W”档时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用档（填“10W”或“1k”）重新测量。换档后，在测量前先要。实验3：把电流表改装成电压表【实验目的】1掌握半偏法测电流表内阻的实验方法；2了解电压表的改装过程和原理。【实验原理】 1将一只满偏电流为Ig的电流表改装为量程为U的电压表，只须将电流表串联一个分压电阻R。由于Ig=U/(Rg+R)，故分压电阻可由下式计算 R=U/Ig-Rg因此，必须先测出该电流表的内阻Rg。2断开S2，接通S1，调节可变电阻R，使电流表指针偏转到满刻度（满偏）。再接通S2，当满足条件RRg，则可认为接通S1后干路中的电流不变，调节电阻箱R的阻值，由此可从电阻箱的示数读出电流表的内阻Rg。 图2为直接读取可变电阻R的准确值，R应选用电阻箱，且电阻箱的最大阻值应大于电流表内阻的估计值。 可变电阻R的选择依据是：当Ig、Rg、E给定时，由全电路欧姆定律，有R=E
