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1、第七章第七章 恒定电流恒定电流第四讲实验：描绘小灯泡伏安特性曲线第四讲实验：描绘小灯泡伏安特性曲线12一、实验目的1描绘小电珠的伏安特性曲线2分析伏安特性曲线的变化规律二、实验原理1用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来32电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化4三、实验器材小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 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
2、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5四、实验步骤1确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按如图所示的原理图连接好实验电路2把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S. 63移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S.4.拆除电路，整理仪器U(V)00.20.40.60.81.01.21.6I(A)U(V)2.02.42.83.23.63.8I(A)7五、数据处理(画出伏安特性曲线)1在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系2在坐标纸上描出各组
3、数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)3将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线8六、误差分析1由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差2电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数3在坐标纸上描点，作图带来误差9七、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灯泡“3.8 V0.3 A”的电阻较小，与00.6 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，目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化102闭合开关S前，滑动变阻器滑片应移到使小灯泡分得电压为0的一端
4、，从而使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化，同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡因两端电压过大而烧坏灯丝3IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现很大误差114电流表选择0.6 A量程，电压表量程选择视小灯泡的额定电压而定(1)若使用“3.8 V0.3 A”的小灯泡，选用电压表的15 V量程(2)若使用“2.5 V0.6 A”的小灯泡，则选用电压表的3 V量程5当小灯泡电压快接近额定电压值时，要缓慢地增加到额定电压值，记录I后马上断开开关126误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线7建立坐标系时，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要
5、合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸1314 有一个小电珠上标有“4 V2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的UI图线有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻10 k)B电压表(010 V，内阻20 k)C电流表(03 A，电阻1 )D电流表(00.6 A，内阻0.4 )E滑动变阻器(5 ，1 A)F滑动变阻器(500 ，0.2 A)15G电源、开关一个、导线若干(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)16(2)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示的实验器材用实线连接
6、成相应的实物电路图 1718(2)满足实验要求的电路图如图1.接成相应实物电路图如图2.答案：(1)ADE(2)见解析图图1 图图219 (2011福建高考)某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中：(1)在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_挡进行测量(填选项前的字母)A直流电压10 VB直流电流5 mAC欧姆100D欧姆120(2)该同学采用图甲所示的电路进行测量图中R为滑动变阻器(阻值范围020 ，额定电流1.0 A)，L为待测小电珠，V为电压表(量程6 V，内阻20 k)，A为电流表(量程0.6 A，内阻1 )，E为电源(电动势
7、8 V，内阻不计)，S为开关21.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_端；(选填“左”或“右”).在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；(图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点到3点”的导线)22.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而_(选填“不变”、“增大”或“减小”)2324 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1(6 V,2.5 W)的伏安特性曲线，要
8、求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：A直流电源(6 V，内阻不计)B电流表G(满偏电流3 mA，内阻Rg10 )25C电流表A(00.6 A，内阻未知)D滑动变阻器R(020 ，5 A)E滑动变阻器R(0200 ，1 A)F定值电阻R0(阻值1 990 )G开关与导线若干(1)根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“”表示)(画在方框内)26(2)在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用_(填写器材序号)(3)将上述电子元件R1和另一电子元件R2接入如图甲所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中oa、ob所示电源的电
9、动势E6.0 V，内阻忽略不计调节滑动变阻器R3，使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R1的阻值为_，R3接入电路的阻值为_(结果保留2位有效数字)2728解析：(1)(2)由电子元件的功率可知待测电子元件电阻较小，根据本题条件应选用外接法，因缺少电压表，应把电流表G改装为电压表因要描绘伏安特性曲线，且要求多次测量尽可能减小实验误差，滑动变阻器采取分压接法，且选用R.电路如图所示2930(3)当电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等时，由图乙可知电路中的电流为0.25 A，电子元件的分压为2.5 V所以电阻元件R1的阻值为10 ，滑动变阻器R3的分压U(62.52)V1 V，接入电路的阻值为4.0 .答案：(1)见解析(2)D(3)104.031Thank you!32
