第七章第4單元實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線

1、第八章 第4單元 實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1會(huì)用實(shí)驗(yàn)描繪小電珠的伏安特性曲線，掌握科學(xué)測(cè)量的主要步驟。2學(xué)會(huì)科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，會(huì)分析伏安特性曲線的變化規(guī)律?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 描繪小電珠的伏安特性曲線。(2) 分析伏安特性曲線的變化規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流，用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓，測(cè)出多組(U,I)值，在U- I坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來(lái)。三、實(shí)驗(yàn)器材小電珠(3.8 V,0.3 A) 或(2.5 V,0.6 A) 一個(gè)、電壓表(03 V15 V)與電流表(0 0.6 A3 A)各一個(gè)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值

2、20 Q ) 一個(gè)、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆。四、伏安法測(cè)電阻1.電流表的內(nèi)接法和外接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電阻測(cè)量值適用條件適用于測(cè)量2 兩種電路的選擇(1) 阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表接法；若Rx較大，宜采用電流表 接法。簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。(2) 臨界值計(jì)算法：Rx< RVRA寸，用電流表外接法；Rx>,RVRA寸，用電流表內(nèi)接法。(3) 實(shí)驗(yàn)試探法：按圖實(shí)5-5所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與圖實(shí)一5 5a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大

3、的變化，而電流表的 示數(shù)變化不大，則可采用電流表 接法；如果電流表的示數(shù)有較 大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表接法。五、滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法1 .兩種接法比較內(nèi)容方式限流接法分壓接法對(duì)比說(shuō)明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載R上電壓 調(diào)節(jié)范圍負(fù)載R上電流 調(diào)節(jié)范圍閉合S前觸頭 位置都是為了保護(hù)電路元 件由上表可以看出：滑動(dòng)變阻器的分壓式接法F中，電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍很大，限流式接法較節(jié)能。2 兩種接法的選擇-不超量程安全性$在允許通過(guò)的最大電流以內(nèi) 原則選擇不同接.電表、電源不接反法的原則便于調(diào)節(jié)方便性原則便于讀數(shù)經(jīng)濟(jì)性原則：損耗能量最?。?）兩種接法的適用條件限流式

4、接法適合測(cè)量阻值小的電阻（跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還?。７謮菏浇臃ㄟm合測(cè)量阻值較大的電阻（一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大）。如果RX很小，限流式接法中滑動(dòng)變阻器分得電壓較大，調(diào)節(jié)范圍也比較大。RX很大時(shí)，分壓式接法中 RX幾乎不影響電壓的分配，滑片移動(dòng)時(shí)，電壓變化接近線性關(guān)系，便 于調(diào)節(jié)。 若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流（或電壓）仍超過(guò)電流表（或電壓表）的量程，或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電 流（或電壓），則必須選用分壓式接法。 若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器 的滑片從一端滑

5、到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用 分壓電路。 若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式電路。 兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單、 耗能低。五、實(shí)驗(yàn)步驟（1）確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法， 按圖實(shí)一6-1中的原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路。1(2) 把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無(wú)誤 后，閉合開(kāi)關(guān)S。(3) 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置，測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Sor®i一圖實(shí)一6- 1U(V)00.20.40.60.81.0

6、1.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I (A)(4)拆除電路，整理儀器。六、數(shù)據(jù)處理(1) 在坐標(biāo)紙上以u(píng)為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系。(2) 在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。(坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜)(3)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，就得到小電珠的伏安特性曲線。七、注意事項(xiàng)(1) 電路的連接方式： 電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾‰娭?3.8 V,0.3 A)的電阻很小，與 00.6 A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大。 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接：目的是使小電珠兩端的電壓能從零開(kāi)始連續(xù)變化。(2) 閉合開(kāi)關(guān)S前，滑

7、動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開(kāi)關(guān) 閉合時(shí)小電珠的電壓從零開(kāi)始變化，同時(shí)也是為了防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓 過(guò)大而燒壞燈絲。(3) I U圖線在U0= 1.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U= 1.0 V左右繪點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)較大誤差。(4) 當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加，到額定值記錄I后馬上斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。(5) 誤差較大的點(diǎn)要舍去，I U圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線。®-hi-£L大” “變小”或“不變”)；八、誤差分析UV)0.00.20.51.01.52.02.53.0I (A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2

8、050.215(1) 由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差。(2) 電流表、電壓表的讀數(shù)帶來(lái)誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)。(3) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)操作誤差。例1、表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小電珠U I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：(1)分析表格內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖中的(選填“甲或“乙”);(3)如右上圖所示，用一個(gè)定值電阻R和兩個(gè)上述小電珠組成串 并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為3V的電源上。已知流過(guò)電阻R的電流是流過(guò)電珠L(zhǎng)2電流的兩倍，則流過(guò)電珠L(zhǎng)i的電流約為A?！菊n后訓(xùn)練】1 在描繪小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，采用如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片

9、時(shí)，電流表的示數(shù)變化而電壓表的指針不動(dòng)，下列原因可能的是()A.燈泡中燈絲已燒斷 B 滑片接觸不良C.燈泡內(nèi)部短路D 滑動(dòng)變阻器 A端接觸不良2如圖甲所示是某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)定電阻約為10 Q的小燈泡的伏安特性曲線的電路圖，圖乙是他們按照?qǐng)D甲 所示的電路在實(shí)物上連線的示意圖，教師檢查發(fā)現(xiàn)有一 根導(dǎo)線的一端接錯(cuò)了地方，請(qǐng)你在圖乙中的這根連線上 畫(huà)上“X”，并直接在圖上畫(huà)出這根導(dǎo)線的正確連線。3、小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大，因而引起功率變化。一研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究這一問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)室備有的器材是：電壓表(03 V，約3 k Q ),電流表(00.6 A，約0.1 Q )，電池，開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器，待測(cè)小燈泡，導(dǎo)線若干。實(shí) 驗(yàn)時(shí)，要求小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到額定電壓。(1)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖