【正式】描绘小灯泡的伏安特性曲线剖析

1、描绘小灯泡的伏安特性曲线【知识梳理】 实验原理：根据原理图从电压表和电流表上读出相应的电压U和电流I，绘出U I图。根据金属丝电阻率随温度的升高而增大的特点，分析曲线的变化规律。实验电路图如右图所示：伏安特性曲线11/8电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），小灯泡（3.8V），滑动变阻器（20Q ）,电源（4-6 ） V,电键，导线若干。实验步骤：1、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连 接好实验电路图。2、 滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检 查无误后，闭合电键 S。3、 改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组

2、相应的电流表、电压表的示数I和U，记入F面表格内。I (A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U (V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00I，横轴表示电压U，用4、断开电键S,在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流 平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。5、拆去实验线路，整理好实验器材。误差分析：电压表的分流未考虑造成 I偏大存在系统误差。描绘U-1图线时作图不准造成偶然误差。注意事项1、实验要作出I U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、被测小灯泡电

3、阻较小，实验电路必须采用电流表外接法；3、 电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；4、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占 满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。误差分析I值比真实值偏大;测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的5关于滑动变阻器限流与分压滑动变阻器的限流接法如 a图，与分压接法如图 b下列情况必须采用分压式接法 要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节。 用电器的电阻 Rl远大于滑动变阻器的最大值 Ro,且实验要求用电器电压变化范围较大。因为限流连接电压变化为:0RoE ,范围太小；分压连接电压变化为：0玄 E

4、Rl r Ror R。（RlR。），。相反，如果采用限流接法（a）,由于滑动变阻器的最大值 Ro太小，实际不能起 到限流作用，也不利于调节数据。 若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过Rl的额定值时，只能采用分压接法下列情况可选用限流式接法 测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与Ro接近或Rl略小于Ro，采用限流式接法. 电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法. 没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.【例题分析】例1 小灯泡灯丝的电阻会随温

5、度的升高而变大某同学为研究这一现象， 用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：I (A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U (V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中画出实验电路图可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围010Q）电源、小灯泡、电键、导线若干（2） 在右图中画出小灯泡的UI曲线（3） 如果某一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0.：将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（2）小题的方格*

6、 L6IID04图中）PAvd uS 心 化例2 使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线.已知小灯泡上标有“6V 3WW字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组，滑动变阻器的规格是“5 2A” 要求：把图1中实物连成实验电路； 图2的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由.图2例3如图所示中的图1为某一热敏电阻（电 阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感） 的I U关系曲线图.（1）为了通过测量得到图 1所示I U关系的完整曲线，在图 2、图3两 个电路中应选择的是图 ;简要说明理由：（电源电动势为9V ,内阻不计，滑线变阻器的

7、阻值为 0 100 Q ）（2）在图4电路中，电源电压恒为9V ,电504030flrittL口r:zrr八 I (mA)2010流表读数为70mA，定值电阻R = 250Q由热 敏电阻的I U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V;电阻R2的阻值为Q 举出一个可以应用热敏电阻的例子：2345圏I例4.、如图1的电路中R1=R2=100 Q,是阻值不随温度而变的定值电阻.白炽灯泡L的伏安特性曲线如图2所示电源电动势 E=100V，内阻不计求：当电键K断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率.当电键闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率【即时练习】0.3A，用以

8、下所给的实验器材描绘出1一个小灯泡的额定电压为6.3V，额定电流约为小灯泡的伏安特性曲线，实验电路图所示。电源Ei :电动势为8.0V，内阻不计；电源E2 :电动势为12.0V，内阻不计；电压表V :量程为0 10V，内阻约为10k Q 电流表A1:量程为0 3A，内阻约为0.1 Q； 电流表A2：量程为0 300mA，内阻约为1Q;滑动变阻器R:最大阻值10 Q,额定电流1.0A ; 开关S,导线若干。依照实验电路图将图中的实物图连接成实验电路。 实验中电源应该选用 ;电流表应该选用 。实验测出的数据如下表所示，依照这些数据在图所示的坐标纸中描绘出该小灯泡的伏 安特性曲线。U/V00.50.

9、81.01.21.52.02.53.04.05.06.06.3I/A00.050.080.100.120.140.160.180.200.230.250.270.27iLAU/VAla【随堂练习】1、某同学选用一只标有 “ 3.8V 0.3A的小灯泡，用电流表和 电压表测量它在不同电压下的电流，从而计算出它在不同电压下的实际电阻值。根据实验数据画出的I-U图象如右。从图象看 出，电压越高对应的实际电阻值越 ，这说明灯丝材料的电阻率随温度的升高而。若实验室提供的器材是：电动势为6V，内阻很小的铅蓄电池；量程 0-0.6-3A的直流电流表； 量程0-3-15V的直流电压表；最大阻值 10Q的滑动变

10、阻器；一只电键和若干导线。(1) 请画出正确的实验电路图；(2) 并标出开始实验时所用的电表量程和滑动变阻器滑动触头的位置。2、某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：求:编号12345678U (V)0.200.601.001.401.802.202.603.00I ( a )0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发光情况不亮微亮逐渐变亮正常发光在图上画出I U图线。从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是;这表明导体的电阻随温度升高而 。图丄3、用图14-8- 9中所给的实验器材测量一个“ 12V , 5W”的

11、小灯泡在不同电压下的功 率，其中电流表有 3A、0. 6A两挡，内阻可忽略；电压表有 15V、3V两挡，内阻很大测量 时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0调到12V 按要求在实物图上连线 (其中部分线路已经连好).4、为了研究“ 3.8V 0.3A ”小灯泡的电阻随电流变化的规律，某同学测量小灯泡两端的电 压和通过小灯泡的电流的关系。实验室可以提供的器材如下：直流电源E （电动势约4V，内阻可不计）；电流表A （量程为00.6A，内阻约0.5 0）; 电压表V （量程为0 5V，内阻约20kQ）; 滑动变阻器 Ri （阻值0100，额定电流2A）; 滑动变阻器R2 （阻值02000，额定电流1

12、.5A ）;电键S及导线若干。 实验测得的数据记录在下表中：U/V00.301.001.702.403.103.80I/A00.0740.1640.2100.2500.2840.300（1）请在坐标纸上画出小灯泡的 U I图线。（2）应选择的滑动变阻器为（填写仪器符号）（3）根据以上条件在虚线框中画出符合要求的实验电路图，并在图中标出器材的符号。（4） 试求：电压为1.50V和2.80V时小灯泡的电阻值并说明它们大小不同的原因。（结果 保留2位有效数字。）_=ffifflmffl;=I2 nFI I InHFaKf 工 ffl三-=w 二二 口 Hf 二匚匚 Ittff-I L十十T - 1 十FT M.旧.出稱H朋轉_, Z4Z5、两盏额定电压均为 220 V的白炽灯A、B的伏安特性曲线如图所示，试求:(1) 两盏灯正常发光时的电阻；(2) 将它们并