1、第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线第二章 恒定电流1.会正确选择实验器材和实验电路.2.描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法 目标定位 栏目索引 描绘小灯泡的伏安特性曲线 对点检测 自查自纠 实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线 一、实验原理 1.实验方法原理 由于灯丝的电阻率随温度的升高而，因此灯丝的电阻随温度的升高而.由R得，在IU坐标系中，图线上点与原点连线的斜率等于电阻的，故画出的小灯泡的IU图线为曲线.增大增大UI倒数答案 2.实验电路选择原理(1)电流表的内接法和外接法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表的分压 电压表的分流 测量值和真实值的比较 R测RxRA 测
2、量值真实值 R测 测量值真实值 适用于测量 测电阻或 测电阻或 U测I测U测I测U测IxIVRxRARVRxRVRxRxRA大于小于大小答案 两种电路的选择：阻值比较法：当RVRxRxRA时，选用电流表接法；当RxRARVRx时，选用电流表接法.临界值计算法：当 Rx RARV时，用电流表接法；当 Rx RARV时，用电流表接法.外内外内答案(2)滑动变阻器的两种接法比较 接法 项目 限流式 分压式 电路组成 变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“两下一上”的接法 调压范围 E(不计电源内阻)E(不计电源内阻)适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，
3、且电压、电流变化不要求从零调起(1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R RxRRxE0答案 二、实验器材 学生电源(46 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V 0.7 A”或“3.8 V 0.3 A”)、电压表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸.滑动变阻器电流表答案 三、实验过程 1.实验步骤(1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，在方框中画出实验的电路图，并按图所示的电路图连接好实物图.(2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I.答案(3)用同样的方法测量并记录几组
4、U和I，填入下表.次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压U/V 电流I/A (4)断开开关，整理好器材.2.数据处理(1)在坐标纸上以为横轴、为纵轴建立直角坐标系.(2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点.(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连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线.3.实验结果与数据分析(1)结果：描绘出的小灯泡的伏安特性曲线不是直线，而是曲线.(2)分析：曲线的斜率变小，即电阻变大，说明小灯泡的电阻随温度升高而.UI曲线增大答案 4.误差分析(1)系统误差：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.
5、(2)测量误差：测量时读数带来误差.(3)作图误差：在坐标纸上描点、作图带来误差.5.注意事项(1)本实验要作IU图线，要求测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用接法.(2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表接法.(3)画IU图线时纵轴、横轴的标度要适中，以所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用连接，对个别偏离较远的点应舍去.分压式外平滑的曲线答案 例 图1为“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为3 V.图1(1)在方框图中画出与实物电路相应的电路图.解析 描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压与电流要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，
6、灯泡电阻较小，约为几欧姆到十几欧姆，远小于电压表内阻，电流表应采用外接法.答案 见解析图 答案(2)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，应停留在滑动变阻器_端；(选填“左”或“右”)闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压；记录如下一组U和I的数据，断开开关.根据实验数据在图2中作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0
7、.200 0.205 灯光发光情况 不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光 图2解析答案(3)数据分析：从图线上可以得出，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是_.解析 从图线上可以得出，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是先不变，后逐渐增大.先不变，后逐渐增大图线表明导体的电阻随温度升高而_.解析 图线表明导体的电阻随温度升高而增大.增大解析答案 小灯泡正常工作时的电阻约为_.(保留小数点后一位有效数字)解析 根据IU图线得当灯电两端电压U3 V时，I0.205 A，所以小灯泡正常工作时的电阻约为R14.6.30.205 14.6返回 解析答案 对点检测 自查自纠 121.在“描绘小灯泡的伏安特性
8、曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：小灯泡L(“3.8 V 0.3 A”)电压表V(量程05 V，内阻5 k)电流表A1(量程0100 mA，内阻4)电流表A2(量程0500 mA，内阻0.4)滑动变阻器R1(最大阻值10，额定电流1.0 A)滑动变阻器R2(最大阻值500，额定电流0.5 A)直流电源E(电动势约为6 V，内阻约为0.5)12(1)在上述器材中，滑动变阻器应选_；电流表应选_.解析 本题变压器采用分压式接法，通常应当选用最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选R1.电流表A1的量程太小，故电流表应选A2.R1A2解析答案 12(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注
9、明各元件的符号.解析 电路图如图所示，由于电压要从0开始调节，滑动变阻器用分压式接法；因为灯泡的电阻比较小，电流表用外接法.答案 电路图见解析图 解析答案 122.一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线.现有下列器材供选择：A.电压表(05 V，内阻10 k)B.电压表(015 V，内阻20 k)C.电流表(03 A，内阻1)D.电流表(00.6 A，内阻0.4)E.滑动变阻器(10，2 A)F.滑动变阻器(500，1 A)G.电源(直流6 V)、开关、导线若干 图312(1)实验时，选用图3中_电路图来完成实验，请说明理由：_.(2)实验中所用电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_.(用字母序号表示)(3)把图4所示的实验器材用实线连接成实物电路图.图4图3解析答案 返回