1、 实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线1.【实验目的】1描绘小灯泡小灯泡的伏安特性曲线2分析小灯泡小灯泡伏安特性曲线的变化规律 2.【实验原理】1用电流表测出流过小灯泡小灯泡的电流。用电压表测出小灯泡小灯泡两端的电压，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：因为小灯泡小灯泡的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化3.实验电路实验电路 滑动变阻器采用滑动变阻器采用“分压接分压接法法”.可使小灯泡两端的电压从可使小灯泡两端的电压从零零开始连续变化。开始连续变化。安培
2、表采用安培表采用“外接法外接法”.可可使测出的小灯泡的电压、电流使测出的小灯泡的电压、电流更准确。更准确。4.实验器材实验器材小灯泡、电流表、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻电压表、滑动变阻器、电源、开关、器、电源、开关、导线导线坐标纸、铅笔 (1)(1)按照如图所示的电按照如图所示的电路图连接成实验电路（安路图连接成实验电路（安培表培表外接外接，变阻器用，变阻器用分压分压式式，开关处于，开关处于断开断开状态，状态，变阻器变阻器触头触头位于电压表读位于电压表读数为数为零零处）。处）。何处？何处？(2)(2)闭合开关闭合开关S S，移动滑，移动滑动变阻器触头位置，动变阻器触头位置，测出测出121
3、2组不同的电压值组不同的电压值U U和电流值和电流值I I。并将测量数据填入。并将测量数据填入表格。表格。U U0 00.20.2 0.40.4 0.60.6 0.80.8 1.01.0 1.21.2 1.61.6 2.02.0 2.42.4 2.82.8 3.23.2 3.63.6 3.83.8 I I5.5.实验步骤实验步骤ab (3)(3)在坐标纸上以在坐标纸上以U U为横轴，以为横轴，以I I为纵轴建立坐标系。在坐标为纵轴建立坐标系。在坐标系上描出各组数据所对应的点，将描出的点用系上描出各组数据所对应的点，将描出的点用平滑平滑的的曲线曲线连连结起来。就得小灯泡的伏安特性曲线。结起来。就
4、得小灯泡的伏安特性曲线。I/AU/V0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 (4)(4)拆除电路，整理仪器。拆除电路，整理仪器。实验步骤实验步骤6.【数据处理】1在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系2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 据部分电路的欧姆定律知，据部分电路的欧姆定律知，定值电阻定值电阻R R两端的电两端的电压压U U与电流
5、与电流I I成正比，即成正比，即U U=IRIR，其，其I IU U图线是一条过图线是一条过原点的原点的直线直线。由于。由于小灯泡灯丝小灯泡灯丝的的电阻率随着温度的电阻率随着温度的升高而增大升高而增大，其电阻也随着，其电阻也随着温度的升高而增大温度的升高而增大，故，故小灯泡的伏安特性曲线应为小灯泡的伏安特性曲线应为曲线曲线。U/VI/AO实验结论实验结论7.【误差分析】1 1由于电压表、电流表不是理想电表，由于电压表、电流表不是理想电表，电表电表内阻内阻对电路的影响会带来误差对电路的影响会带来误差2 2电流表、电压表的电流表、电压表的读数带来误差读数带来误差，要严格，要严格按照读数规则读数按照
6、读数规则读数3 3在坐标纸上在坐标纸上描点、作图描点、作图带来操作带来操作误差误差*2.2.为使小灯泡上的电压能为使小灯泡上的电压能零零开始连续变化，滑动开始连续变化，滑动变阻器应采用变阻器应采用 连接。连接。*1.1.小灯泡的电阻很小。当它与电流表串联时，电小灯泡的电阻很小。当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确测出小灯泡的伏流表的分压影响很大，故为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，故电流表应采用安特性曲线，故电流表应采用 接法。接法。外外分压式分压式*3.3.本实验中，开关本实验中，开关S S闭合前应把滑动变阻器的滑动闭合前应把滑动变阻器的滑动触头置于触头置于 的位置。的位置。
7、电压表读数为零电压表读数为零*4.4.小灯泡的灯丝的电阻随电压的升高而增大，故小灯小灯泡的灯丝的电阻随电压的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线泡的伏安特性曲线IUIU图线应为斜率图线应为斜率 曲线。曲线。渐小渐小*5.5.画画UIUI曲线时曲线时不要画成折线不要画成折线，而应当画成，而应当画成平滑的曲平滑的曲线，线，对误差较大的点应当舍弃为。对误差较大的点应当舍弃为。8.8.注意事项注意事项 例例1 1、某同学在做测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中得某同学在做测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到如下一组到如下一组U U和和I I的数据的数据编号编号12345678U/V0.200.601.001
8、.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205发光情况发光情况 不亮不亮 微亮微亮 逐渐变亮逐渐变亮 正常发光正常发光（1 1）在下图中画出）在下图中画出I IU U图线图线.（2 2）从图线上可以看出，当小）从图线上可以看出，当小灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况电阻的变化情况是是 。（3 3）这表明导体的电阻随着温）这表明导体的电阻随着温度的升高而度的升高而 。逐渐增大逐渐增大 增大增大 例例2、请按电路图连接好实物图。请按电路图连接好实物图。例例3 3、某同学研究三种导电元件
9、的伏安特性，他某同学研究三种导电元件的伏安特性，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了根据实验中所测得的数据，分别绘制了I-UI-U图线，图线，如图所示，下列说法正确的是如图所示，下列说法正确的是A A图（图（1 1）的元件可以作为标准电阻使用）的元件可以作为标准电阻使用B B图（图（2 2）的阻值随电压升高而增大）的阻值随电压升高而增大C C图（图（3 3）的阻值随电压升高而增大）的阻值随电压升高而增大D D只有图（只有图（2 2）才是可能的）才是可能的 例例4 4、一个标有一个标有“4 V4 V，3 W”3 W”的小灯泡，当小灯泡的小灯泡，当小灯泡两端的电压两端的电压U U由零逐渐增大到由零
10、逐渐增大到4 V4 V的过程中，电压的过程中，电压U U和和电流电流I I的关系可用图像表示，在下列图中四个图像中，的关系可用图像表示，在下列图中四个图像中，肯定肯定不不符合实际的是符合实际的是I/10-1AU/V06AB1.51.03103040ABRRR【例6】图3中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的IU特性曲线的实验器材(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整(2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于_(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)B图3(3)实验中测得有关数据如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80
11、I/A0.100.160.200.230.250.260.27根据表中的实验数据，在图4中画出小灯泡的IU特性曲线 图图41.02.03.00.10.20.3I/AU/V例7在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，除标有“6 V1.5 W”字样的小电珠、导线和开关外，还有下列器材：A直流电源(6 V，内阻不计)B直流电流表(量程为3 A，内阻0.1 以下)C直流电流表(量程为300 mA，内阻约为5)D直流电压表(量程为10 V，内阻约为15 k)E滑动变阻器(10，2 A)F滑动变阻器(1 k，0.5 A)实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中电流表应选用_ _，滑
12、动变阻器应选用_(均用序号表示)CE(2)在虚线框内画出实验电路图(3)试将如图9所示的器材连成实物电路 图9 例例8.通过实验描绘：一个通过实验描绘：一个“2.5V，0.2W”小灯泡的伏小灯泡的伏安特性曲线，可供选择的仪器有安特性曲线，可供选择的仪器有A.00.6A，电阻为，电阻为0.2的电流表的电流表B.0100mA,电阻为电阻为5的电流表的电流表C.03V,电阻为电阻为10K的电压表的电压表D.015V,电阻为电阻为50K的电压表的电压表E.最大电阻为最大电阻为20额定电流为额定电流为1.0A的滑动变阻器的滑动变阻器F.最大电阻为最大电阻为1K额定电流为额定电流为0.1A的滑动变阻器的滑
13、动变阻器G.蓄电池蓄电池6V、导线、电键、导线、电键要求实验灯泡电压从零逐渐增大到额定电压。要求实验灯泡电压从零逐渐增大到额定电压。（1）电压表应选）电压表应选 .电流表应选电流表应选 .滑动变阻器选滑动变阻器选 .（2）画出电路图 AV VCBE例例9.9.现要测定一个额定电压现要测定一个额定电压4V4V、额定功率、额定功率1.6W1.6W的小的小灯泡（图中用灯泡（图中用 表示）的伏安特性曲线。要求所测表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为电压范围为0.1V0.1V4V.4V.现有器材：现有器材：直流电源直流电源E(E(电动势电动势4.5V,4.5V,内阻不计内阻不计)，电压表电压表 (量
14、程量程4.5V,内阻约为内阻约为4104),电流表电流表 (量程量程250mA，内阻约为，内阻约为2)，电流表电流表 （量程（量程500mA，内阻约为，内阻约为1）,滑动变阻器滑动变阻器R1:阻值范围阻值范围010,额定电流额定电流2A滑动变阻器滑动变阻器R2:阻值范围阻值范围0200,额定电流额定电流0.5A电键电键S，导线若干。，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 （填“A1”或“A2”）,应该选用的滑动变阻器是 （填“R1”或“R2”）。A2 R1 应选用下图所示的哪个电路进行实验？按照正确的电路图连接下图的实物图 A通过实验得到如下数据(I和U分别表示
15、小灯泡上的电流和电压),在上图中画出小灯泡的I一U曲线.U/VI/AI/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00分析方格纸内的小灯泡的I-U曲线,可知小灯泡的电阻随I变大而 (填“变大”、“变小”或“不变”),原因是 .。变大 小灯泡灯丝的电阻随.温度的升高而增大*2.2.为使小灯泡上的电压能为使小灯泡上的电压能零零开始连续变化，滑动开始连续变化，滑动变阻器应采用变阻器应采用 连接。连接。*1.1.小灯泡的电阻很小。当它与电流表串联时，电小灯泡的电阻很小。当它与电
16、流表串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确测出小灯泡的伏流表的分压影响很大，故为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，故电流表应采用安特性曲线，故电流表应采用 接法。接法。外外分压式分压式*3.3.本实验中，开关本实验中，开关S S闭合前应把滑动变阻器的滑动闭合前应把滑动变阻器的滑动触头置于触头置于 的位置。的位置。电压表读数为零电压表读数为零*4.4.小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，故小小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线灯泡的伏安特性曲线IUIU图线应为斜率图线应为斜率 曲线。曲线。渐小渐小*5.5.画画UIUI曲线时曲线时不要画成折线不要画成折线，而应当画成，而应当画成平滑的曲平滑的曲线，线，对误差较大的点应当舍弃为。对误差较大的点应当舍弃为。小结：小结：
