实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线.doc

实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线命题人： 审核人： 做题人： 一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律。二、实验原理(1)金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线。测出若干组小灯泡两端的电压U和电流I值，然后在坐标纸上以I为纵轴、U为横轴画出IU曲线。(2)实验电路如图实21所示，小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使电压能从0开始连续变化，故滑动变阻器采用分压接法。三、实验器材 小灯泡、46 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸。四、实验过程1实验步骤(1)连电路：按图实21连接电路，且使滑动变阻器的触头P滑动至A端。(2)测数据：闭合开关，逐渐使P向B端移动，记录不同状态时的电压表、电流表示数，取12组，而后拆除电路。2数据处理(1)列表格：将记录的12组U、I值记录在表格中(2)描曲线：在如图实22所示坐标纸上以电流I为纵轴、电压U为横轴建立直角坐标系，描点绘出IU曲线。 (3)析规律：分析曲线变化规律，分析曲线不为直线的原因。五、误差分析(1)测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；(2)测量时读数不准，描绘IU图线时作图不准确造成的偶然误差。六、注意事项(1)因本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法。(2)本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表的外接法。(3)开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值(如0.5 V)时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。(4)开关闭合前，变阻器滑片移到使小灯泡分得电压为零处；(5)在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。例1：有一灯泡上标有“6 V0.1 A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻2.0 k) B电压表(010 V，内阻 3.0 k)C电流表(00.3 A，内阻2.0 ) D电流表(06 A，内阻1.5 )E滑动变阻器(30 ，2 A) F滑动变阻器(100 ， 0.5 A)G学生电源(直流9 V)及开关、导线等(1)实验中所用的电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选 _。(2)画出实验电路图，要求电压从0 V开始测量。例2：某同学在研究标有“3 V0.3 A”字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据：编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205(1)在方框内画出实验电路图。(2)在图中的方格纸内画出IU图线。(3)根据IU图线分析小灯泡的电阻随温度升高而_。(4)小灯泡工作电压为3 V时，测得实际电功率为_ W。例3：某同学用如图28甲所示电路，测绘标有“3.8 V0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图像。(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表：A1(量程100 mA，内阻2 )、A2(量程0.6 A，内阻约0.3 )；电压表：V1(量程5 V，内阻约5 k)、V2(量程15 V，内阻约15 k)；滑动变阻器：R1(阻值范围0100 )、R2(阻值范围02 k)；电源：E1(电压为1.5 V)、E2(电压为4 V)。为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_，电源_。(填器材的符号)(2)根据实验数据，计算并描绘出RU的图像如图乙所示。由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为_，灯泡实际消耗的电功率为_W。(3)根据RU图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是图实29中的_。例4：用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将图实27中实物图连线成为实验电路。图实27微安表A(量程200 A，内阻约20