学生实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线.docx

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1、学生实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线[学习目标]1.理解电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择．2.理解滑动变阻器的两种接法，能正确地应用．3．学会描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法．[知识探究]一、实验原理用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在I-U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．二、实验器材学生电源(4～6V直流)或电池组、小灯泡(“4V0.7A”或“3.8V0.3A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸．三、实验步骤1．根据小灯泡上所标

2、的额定值，确定电流表、电压表的量程，按如图1所示的电路图连接好实物图(注意开关应断开，滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为零)．图12．闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有明显的示数，记录一组电压U和电流I.3．用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表．次数12345678电压U/V电流I/A4.断开开关，整理好器材．四、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曲线连接起来，就得到小灯泡的伏

3、安特性曲线．第1页五、注意事项1．因I-U图线是曲线，本实验要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分压式接法．2．由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法．3．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为零的一端，使开关闭合时小灯泡的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．．图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，4I-U以防出现较大误差．5．当小灯泡的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关．6．画I-U图线时纵轴、横轴的标度要

4、适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去．[典例剖析]在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，供选择的实验仪器如下：器材规格器材规格小灯泡标有“3.8V，0.3A”字样滑动变阻器R1最大阻值10Ω，额定电流1.0A电压表V量程0～5V，内阻5kΩ滑动变阻器R2最大阻值1kΩ，额定电流0.5A电流表量程0～100mA，内阻4Ω直流电源E电动势约6V，内A1阻约0.5Ω电流表量程0～500mA，内阻0.4Ω导线、开关等A2(1)在上述器材中，滑动变阻器应选；电流表应选．(填器材代号)(2)

5、在图2中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．图2[解析](1)为方便实验操作，滑动变阻器应选R1；灯泡额定电流为0.3A＝300mA，电流表应选A2.(2)描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压3.8接法；灯泡正常发光时的电阻R＝0.3Ω＝12.67Ω，电压表内阻为5kΩ，电流表第2页内阻为0.4Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示．[答案](1)R1A2(2)见解析某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8V，额定电流0.32A)；电压表(量

6、程3V，内阻3kΩ)；电流表(量程0.5A，内阻0.5Ω)；固定电阻R0阻值1000Ω)；滑动变阻器R(阻值～Ω)；电源E(电(09.0动势5V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图3所示．图3由实验曲线可知，随着电流的增加，小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”)．[解析](1)小灯泡的电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需与R

7、0串联后接入电路．电路图如图所示．(2)I-U图像中随着电流的增大，图线的斜率变小，小灯泡的电阻增大．根据电阻L定律R＝ρ，得灯丝的电阻率增大．S[答案](1)实验电路原理如图所示．(2)增大增大在实验过程中，电压表应根据用电器的额定电压或电源电压进行选择，电流表应根据通过用电器的电流进行选择，在分压电路中，滑动变阻器一般选择阻值小的，这样便于调节.[当堂达标·固双基]1．要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：电池组(电动势为4.5V，内阻约1Ω)电流表(量程为0

8、～250mA，内阻约5Ω)电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)开关一个、导线若干第3页(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)．A．滑动变阻器(最大