1、第二章 恒定电流 实验：描绘小灯泡伏安特性曲线一、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2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20)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干
2、、坐标纸、铅笔四、滑动变阻器的限流接法和分压接法四、滑动变阻器的限流接法和分压接法1两种接法比较两种接法比较方式方式内容内容限流接法限流接法分压接法分压接法对比说明对比说明两种接法两种接法电路图电路图串、并联串、并联关系不同关系不同由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法电压和电流的调节范围很大，限流式接法较节能2两种接法的选择两种接法的选择(2)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值较小的电阻；分压式接法适合测量阻值较大的电阻五、实验步骤五、实验步骤1确定电流表、电压表的量程，采确定电流表、电压表的量程，采用电流表用电流表外接法外接法，滑动变阻器采用，滑动变阻器采用分分压式压式接法，接法，按
3、右图按右图中的原理图连接好中的原理图连接好实验电路实验电路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，闭合开关后，闭合开关S.3移动滑动变阻器滑片位置，测出移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左中不同的电压值组左中不同的电压值U和电流值和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关，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)六、数据处理六、数据处理1在坐标纸上以在坐标纸上以U为横轴，以为横轴，
4、以I为纵轴，为纵轴，建立坐标系建立坐标系2在坐标纸上描出各组数据所对应的点在坐标纸上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接起来，将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线就得到小电珠的伏安特性曲线七、七、注意事项注意事项1电路的连接方式：电路的连接方式：(1)电流表应采用电流表应采用外接法外接法：因为小电珠：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，的电阻很小，与与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大的电流表串联时，电
5、流表的分压影响很大(2)滑动变阻器应采用滑动变阻器应采用分压式分压式连接：目的是使小电珠两端的电压连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化能从零开始连续变化2闭合开关闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为为零零的的一端一端3IU图线在图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左左右绘点要密，以防出现较大误差右绘点要密，以防出现较大误差4电流表选择电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而压而定；定；若使用若使用“2.5 V,0.6 A
6、”的小电珠，则选用电压表的的小电珠，则选用电压表的3 V量量程程5误差误差较大的点要舍去，较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线图线应是平滑曲线而非折线.例1.下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.(1)完成下列实验步骤：完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；断开开关，断开开关，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线曲线分压连线要求电压从0开始变化，所以初始应使电压
7、表示数为0，所以先将滑片置于左端；使电压表示数在02.5 V内变化，取10组电压电流值并记录在表格中；例1.下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.(2)请画出与实物电路相应的电路图请画出与实物电路相应的电路图例2 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V,0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6 A，内阻r20.2；电压表V，量程3 V，内阻rV9 k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3 k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；
8、开关S及导线若干(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为_.电压表读数为2.30V5(2)乙同学又设计了如图乙同学又设计了如图3所示的所示的电路来进行测量，电压表指针电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在指在最大刻度时，加在L上的电上的电压值是压值是_V.例2 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下小灯泡L，规格“4.0 V,0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6 A，内阻r20.2 电压表V，量程3 V，内阻rV9 k；标准电阻R1，阻值1；标准电
9、阻R2，阻值3 k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；R23 k，是电压表内阻的三分之一，电压表电压为3 V，故R2两端电压为1 V，即小灯泡L两端电压为4 V.4(3)学习小组认为要想更准确地描绘学习小组认为要想更准确地描绘出出L完整的伏安特性曲线，需要重新完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路请你在乙同学的基础上利设计电路请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图用所供器材，在图4所示的虚线框内所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号选器材代号例2 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下小灯泡
10、L，规格“4.0 V,0.7 A”；电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6 A，内阻r20.2 电压表V，量程3 V，内阻rV9 k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3 k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；(3)解析：解析：考虑考虑到电流表到电流表A1量程太大，远远大于小灯泡的额定电流值，故量程太大，远远大于小灯泡的额定电流值，故选择更小量程的电流表选择更小量程的电流表A2较好，由于较好，由于A2表量程小于灯泡的额定电流，故表量程小于灯泡的额定电流，故需要将电流表需要将电流表A2进行扩容，故将标准电阻进行扩容，故将标准电阻R1与电流表与电流表A2并联进行分流扩并联进行分流扩容由于电流表和电压表内阻均已知，故扩容后的电流表采用内接法还容由于电流表和电压表内阻均已知，故扩容后的电流表采用内接法还是外接法均可是外接法均可
