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描绘小灯泡的伏安特性曲线

原标题:描绘小灯泡的伏安特性曲线

描绘小灯泡的伏安特性曲线

1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式.

2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.

3.理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是一条直线.

1实验原理

(1)测多组小灯泡的U、I,并绘出I-U 图象;

(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系.

2实验器材

小灯泡“3.8 V,0.3 A”、电压表“0~3 V~15V”、电流表“0~0.6 A~3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.

3实验步骤

(1)画出电路图(如图甲).

(2)将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示电路.

(3)测量与记录

移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中.

(4)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.

③将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小灯泡的伏安特性曲线.

4实验器材选取

(1)原则:

①安全;

②精确;

③操作方便.

(2)具体要求

①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许超过0.6 A.

②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.

③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值.

④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上.

⑤从便于操作来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要选用小阻值滑动变阻器.

5误差分析

(1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外界,由于电压表的分流,是测得的电流值大于真实值。

(2)测量时读书带来的误差。

(3)在坐标纸上描点,作图带来的误差。

规律方法总结

两种接法的适用条件

(1)限流式接法适合测量阻止较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)。

(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)

习题演练

1. 某同学家里有一个“3.8V,1.5W”的小灯泡.

①该同学使用多用电表粗略测量小灯泡不工作时的电阻.请你根据实验要求,完成下列实验步骤.

a.用螺丝刀旋动指针定位螺丝,使指针对准电流的“0”刻线;

b.将选择开关旋转到电阻档的______位置(“×1”、“×10”、“×100”);

c.将红、黑表笔插入插孔,______;

d.表盘指针位置如图1所示,小灯泡不工作时的电阻约为______Ω;

e.测量完毕,拔出两表笔,将选择开关旋转到交流电压最高档.

②为描绘该小灯泡的伏安特性曲线,到实验室寻找到了一些仪器,规格及数量如下:

A.电流表一只(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)

B.电压表一只(0~3V,内阻约为3kΩ)

C.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为2A)

D.滑动变阻器R2(0~200Ω,额定电流为0.2A)

E.蓄电池(电动势6V,内电阻约为0.5Ω)

F.开关、导线若干,待测灯泡一个

在描绘小灯泡伏安特性曲线时,选择合适的器材,连接实验电路如图2,在连接电压表时发现,电压表的量程不能满足实验要求,该同学想到用多用电表直流电压档完成实验,将选择开关旋转到直流电压“5V”档(内阻约为几千欧姆),然后将黑表笔接在______,红表笔接在______ (填a、b或c),完成实验.

①根据公式R=算出小灯泡的电阻,再选择电阻档的倍率;测量电阻前,必须进行欧姆调零;

②多用电表测量电压时,电流应从红表笔流进,黑表笔流出.

解析

①b.小灯泡电阻为 R==Ω≈6Ω,故将选择开关旋转到电阻档的×1位置.

c.将红、黑表笔插入插孔,短接进行欧姆调零.

d.小灯泡不工作时的电阻约为4.5Ω.

②多用电表测量电压时,电流应从红表笔流进,黑表笔流出.所以将黑表笔接在a,红表笔接在b.

故答案为:

①×1;短接进行欧姆调零;4.5

②a;b

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