實驗：測繪小燈泡的伏安特性曲線

1、實驗：測繪小燈泡的伏安特性曲線【學習目標】1. 理解伏安法測電阻，電流表的連接有兩種方法：內接法與外接法的選擇與連接2. 理解滑動變阻器的兩種連接方式：限流式和分壓式的選擇與連接3. 測繪小燈泡的伏安特性曲線以及分析曲線的變化規(guī)律【學習重點】1. 理解滑動變阻器的分壓式接法和電流表的外接法2. 小燈泡的伏安特性曲線變化規(guī)律的分析【學習難點】1. 理解滑動變阻器的分壓式接法和電流表的外接法2. 伏安特性曲線不為直線的原因【自主學習導航】1 實驗原理用測出流過小燈泡的電流，用 測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U , I)值，在IU坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連起來.2 實驗器材I

2、學生電源(4 V6 V直流)或電池組、小燈泡(“4 V0.7 A ” i或“ 3.8 V 0.3 A”)、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、'導線若干、鉛筆、坐標紙.I3 在虛線框中畫出測小燈泡伏安特性曲線的電路圖.；、電流表的內接法和外接法的比較內接法外接法r®I電路圖*邁_1M誤差原因電流表的分壓電壓表的分流測量值和UmRU測一 umR 測一 R(+ RAR 測 一 | 一 | |真實值的I測I 測1 x+ I V比較測量值真實值測量值真實值適用于測丄填“大”或“小”)電測_L填“大”或“小”)電R( R/Rv R(測量阻或詐阻或R(>RAR( RA、滑動變阻器的兩

3、種接法比較限流式分壓式電路組成j尸rH-i*1a R t>1變阻器接入電路的特點采用“一上一下”的接法采用“兩下一 上”的接法調壓范圍ERX E R(不計電源內阻)0E(不計電源內阻)適用情況負載電阻的阻值FX與滑動變 阻器的總電阻R,或R稍大，且電壓、電流變化 不要求從零調起(1) 要求負載上電壓或電流變化范圍較大，且從開始連續(xù)可調(2) 負載電阻的阻值Rx 滑動變阻器的總電阻 R三、實驗過程1.實驗步驟(1) 根據(jù)小燈泡上所標的額定值，確定電流表、電壓表的量程，按圖所示的電路圖連接好實物圖.(注意開關應斷開，滑動變阻器與小燈泡并聯(lián)部分電阻為零_)(2) 閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器，使

4、電流表、電壓表有較小的明顯示數(shù)，記錄一組電壓U和電流I.(3) 用同樣的方法測量并記錄幾組U和I，填入下表次數(shù)12345678電壓U/V電流I/A(4) 斷開開關，整理好器材.2 數(shù)據(jù)處理(1) 在坐標紙上以U為橫軸、I為縱軸建立直角坐標系.在坐標紙中描出各組數(shù)據(jù)所對應的點.(坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜 )(3)將描出的點用連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線.3 .實驗結果與數(shù)據(jù)分析(1) 結果：描繪出的小燈泡燈絲的伏安特性曲線不是直線，而是向橫軸彎曲的曲線.(2) 分析：燈泡燈絲的電阻隨溫度變化而變化.曲線向橫軸彎曲，即斜率變小，電阻變說明小燈泡燈絲的

5、電阻隨溫度升高而 4 .誤差分析(1) 系統(tǒng)誤差：由于電壓表不是理想電表，內阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差.(2) 測量誤差：測量時讀數(shù)帶來誤差.5.注意事項(1) 因I U圖線是曲線，本實驗要測出多組包括零在內的電壓值、電流值，因此滑動變阻器應采用接法.(2) 由于小燈泡的電阻較小，故采用電流表 接法.(3) 畫I - U圖線時縱軸、橫軸的標度要適中，使所描繪圖線占據(jù)整個坐標紙為宜，不要畫 成折線，應該用平滑的曲線連接，對個別偏離較遠的點應舍去.【典例精析】例1.有一個小燈泡上標有“ 4 V2 W'的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I - U圖線.現(xiàn)有下列器材供選擇：A. 電

6、壓表(05 V，內阻10 k Q ) BC.電流表(03 A，內阻1 Q ) DE.滑動變阻器(10 Q, 2 A) F電壓表(015 V，內阻20 k Q )電流表(00.6 A，內阻0.4 Q ).滑動變阻器(500 Q , 1 A)G學生電源(直流6 V)、開關、導線若干 (1)實驗時，選用圖中甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由：(2) 實驗中所用電壓表應選用 ，電流表應選用 ，滑動變阻器應選用.(用序號字母表示).(3) 把圖中所示的實驗器材用實線連接成實物電路圖.9例2.某同學在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中得到如下表所示的幾組U和I的數(shù)據(jù)：編號12345678U/V

7、0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在圖中畫出I U圖象.(2)從圖象上可以看出，當電壓逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是 這表明小燈泡的電阻隨溫度的升高而 .【課堂達標檢測】1在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下:小燈泡 L,“3.8V,0.3A ”電壓表V,量程05 V，內阻5 k Q電流表A，量程0100 mA,內阻4 Q電流表A，量程0500 mA,內阻0.4 Q滑動變阻器Ri,最大阻值10 Q,額定電流1.0 A滑動變阻器R2,最大阻值5 Q

8、,額定電流0.5 A 直流電源E,電動勢約為6 V,內阻約為0.5 Q（1）在上述器材中，滑動變阻器應選 ; 電流表應選 在虛線框內畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號.r 某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I -U坐標系中，描繪出如圖6所示的小燈泡的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷下圖中正確的是（圖中P為【課后鞏固練習】1.要測繪一個標有“ 3 V0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作已選用的器材有: 電池組（電動勢為4.5 V，內阻約1 Q ）;電流表（量程為0250 mA,內阻約5 Q ）;電壓表（量程為03 V，內阻

9、約3 k Q ）;電鍵一個、導線若干.（1）實驗中所用的滑動變阻器應選下列中的 （填字母代號）.A.滑動變阻器（最大阻值20 Q,額定電流1 A）（2）實驗的電路圖應選用下列的圖（填字母代號）.A<2>B. 滑動變阻器（最大阻值1 750 Q ,額定電流0.3 A）2 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的器材有:A.小燈泡：規(guī)格為“ 3.8 V 0.3 A B.電流表：量程 00.6 A,內阻約為0.5 QC. 電流表：量程 03 A，內阻約為0.1 Q D .電壓表：量程 05 V，內阻約為5 k QE. 滑動變阻器：阻值范圍010 Q,額定電流2 AF. 電池組：電動勢 6 V，內阻約為1 Q G .開關一只，導線若干為了使測量盡可能地準確，需要使小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到3.8 V且能方便地進行調節(jié)，因此電流表應選 .(填器材前選項)(2)根據(jù)你選用的實驗電路，將圖所示的器材連成實物電路.3.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，用導線 a、b、c、d、e、f、g和h按圖所 示方式連接好電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調零.閉合開關后：(1)若不管怎樣調節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度能發(fā)生變化，但電壓表、電流