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1、一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律。 二、实验原理 1.利用电流表测出通过小灯泡的电流，利用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U,I)值，在U-I坐标系中描出各组对应点，用一条平滑的曲线把这些点连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线了。,描绘小灯泡的伏安特性曲线,2.滑动变阻器的限流接法和分压接法,(2)限流电路、分压电路的选择原则： 限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。分压式适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。因为Rx很小，限流式中滑动变阻器分得电压很大，调节范围越大。Rx很大，分压式中Rx几乎不影响
2、电压的分配，触头移动时，电压变化接近线性关系，便于调节。 若采用限流式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，则必须选用分压式。 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，滑动变阻器的滑动触头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，应改用分压电路。 若实验中要求电压从零开始连接可调，则必须采用分压式电路。 两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。,四、实验步骤 1.根据小灯泡上标出的额定电压 和额定电流，选定电源的
3、输出电压和 电表的量程； 2.将小灯泡、电流表、电压表、 滑动变阻器、电源、开关用导线连接 成如图所示的电路； 3.将滑片移动到右端，闭合开关，调节变阻器，读出并记录多组U、I数值，将测量数据填入表格中； 4.断开开关，拆除电路。,三、实验器材 小灯泡(3.8 V,0.3 A)或(9 V,0.7 A)一个，电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个，滑动变阻器(最大阻值20 )一个，学生低压直流电源(或电池组)，开关一个，导线若干，坐标纸、铅笔。,五、数据处理 实验中的U、I数据记入下表中,六、误差分析 1.电表的精度和读数带来的误差； 2.描点、作图所带来的误差； 3.对
4、图象进行分析计算所带来的误差。,(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系，选取合适的标度； (2)在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线。,七、注意事项 1.实验前注意检查电表是否指零，如果不指零，要调节定位螺丝使指针指零。经过计算可知，小灯泡电阻较小，为了减小误差，电流表采用外接法，为了使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法； 2.实验过程中为了减小误差，电压表量程要进行变换。当U3 V时采用03 V量程；U3 V时采用015 V量程； 3.闭合开关S前，滑动变阻器滑片应移到一端，使开关闭合时小灯泡两端
5、的电压能从零开始逐渐增大，在滑片移动的过程中，加在小灯泡两端的电压不要超过小灯泡的额定电压。 4.画U-I图线时，不要画成折线，要用平滑曲线连接，如果有个别偏离较远的点应该舍弃。,考点1 实验原理的考查,【例1】在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的 电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、开关S等，要求灯泡两 端电压从0 V开始变化。 (1)实验中滑动变阻器应采用_接法(填“分压”或“限流”)。 (2)某同学已连接如图所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电 源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正。 A._。 B._。,【解析】(1)题目要求
6、灯泡两端电压从0 V开始变化，因此滑动变阻器必须采用分压接法。,(3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1 和L2的伏安特性曲线如图中I和II所示， 然后将灯泡L1、L2与电池组(电动势和 内阻均恒定)连成如右图所示电路。多 次测量后得到通过L1和L2的电流平均值 分别为0.30 A和0.60 A。 A.在图中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。 B.由该曲线可知电池组的电动势为_V，内阻为_。 (取2位有效数字),(1)当要求电压从0 V开始变化时，就应选用分压式接法。 (2)采用分压式接法时，闭合开关前，应让滑动变阻器所调节的电路处于短路状态，而采用限流式接法时，闭合开关前，应让滑动变
7、阻器在所处的电路中阻值处于最大值。,(2)A.实验开始之前，应把电路断开，故开关S应处于断开状态；B.滑动变阻器的滑动触头放在该位置时，电压几乎全部加在小灯泡上，因此，小灯泡两端的电压过大，可能烧毁小灯泡。应将其滑动触头置于b端。(3)A.由于题图中通过L1和L2的电流平均值分别为0.30 A和0.60 A，且灯泡两端电压等于电源的路端电压，所以连接I、II两曲线端点的直线即为该电池组路端电压和电流的关系曲线。 B.由该曲线可读出电池组的电动势为4.6 V，内阻r=|U/I| =4.6/1.72 =2.7 。,现要测定一个额定电压4 V、额定功率1.6 W的小灯泡(图中用 表示)的伏安特性曲线
8、。要求所测电压范围为0.1 V4 V。 现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，电压表 (量程4.5 V，内阻约为4104 )，电流表 (量程250 mA，内阻约为2 )，电流表 (量程500 mA，内阻约为1 )，滑动变阻器R(最大阻值约为30 )，开关S，导线若干。 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是_，下面两个电路应该选用的是_。,甲,考点2 实验数据的处理,(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线； (2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示，请指出图线的特征，并解释形成的原因。,【例2】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实
9、验中，某同学测得电流电压的 数据如下表所示：,(2)特点：电阻随电流增大 存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同：第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢。,【解析】(1)如图所示,某同学用图所示电路，测标有“3.8 V，0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。 (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100 mA,内阻约2 ) A2(量程0.6 A，内阻约0.3) 电压表：V1(量程5 V，内阻约5 k) V2(量程15 V，内阻约15 k） 滑动变阻器：R1(阻值范围010 ) R2(阻值范围02 k) 电源：E1(电动势为1.5 V，内阻约为0.2 ) E2(电动势为4 V，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) (2)根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_ ；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为_，灯泡实际消耗的电功率为_W。 (3)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。符合该关系的示意图是下列图中的_。,A,0.78,11.5,1.5,A2,V1,R1,E2,
