实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线

1、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律曲线的变化规律.二、实验原理二、实验原理1.用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组（测出小灯泡两端的电压，测出多组（U，I）值，在）值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线些点连接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线.2.小灯泡（小灯泡（3.8 V，0.3 A）的电阻很小，当它

2、与电）的电阻很小，当它与电流表（量程为流表（量程为0.6 A）串联时，电流表的分压影响）串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，即测出线，即测出U、I的值，电流表应采用外接法；为的值，电流表应采用外接法；为使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法阻器应采用分压式接法.三、实验器材三、实验器材小灯泡（小灯泡（3.8 V，0.3 A）一只，电压表（）一只，电压表（03 V15 V）、）、 电流表（电流表（00.6 A3 A）各一只，滑动变阻器一只，学生低压）各一只

3、，滑动变阻器一只，学生低压 直流电源（或电池组）、开关一只、导线若干、坐标纸、铅笔直流电源（或电池组）、开关一只、导线若干、坐标纸、铅笔.四、实验电路图四、实验电路图五、实验步骤五、实验步骤电路图电路图1.连接电路连接电路将灯泡、电流表、电将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所开关用导线连接成如图所示的电路示的电路.2.测出小灯泡在不同电压下的电流测出小灯泡在不同电压下的电流（1）闭合开关）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应前，滑动变阻器的滑片应移到最左端，以使开关闭合时灯泡两端的电压移到最左端，以使开关闭合时灯泡两端的电压能从零开始变化能从零开

4、始变化.同时，这样做也可防止开关刚同时，这样做也可防止开关刚闭合时灯泡两端的电压过大而烧坏灯丝闭合时灯泡两端的电压过大而烧坏灯丝.（2）改变滑动变阻器滑片的位置，测出）改变滑动变阻器滑片的位置，测出14组左右组左右不同的电压值不同的电压值U和电流值和电流值I，并将测量数据填入表格，并将测量数据填入表格.3.画出伏安特性曲线画出伏安特性曲线（1）在坐标纸上以）在坐标纸上以U为横轴、为横轴、I为纵轴建立坐标为纵轴建立坐标系系.（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点）在坐标纸上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（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

5、坐标纸为宜）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）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到小灯泡的伏安特性曲线.4.拆除电路，整理仪器拆除电路，整理仪器六、实验注意事项六、实验注意事项1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法采用电流表外接法.2.因本实验要作出因本实验要作出I-U图线，要求测出电压图线，要求测出电压从零变化至从零变化至U额的多组数据，因此滑动变阻器要额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法采用分压式接法.3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图中开关闭合前滑动变阻器的滑片

6、应移到图中的左端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的左端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值的额定值.4.实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不会等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不会偏向一边或过小或过大偏向一边或过小或过大.5.画画I-U曲线时，不能画成折线，而应画成平曲线时，不能画成折线，而应画成平滑的曲线，偏差较大的点应舍弃滑的曲线，偏差较大的点应舍弃.实验：实验：测定金属的电阻率测定金属的电阻率1.掌握电流表、电压表的使用原理及读数方法，掌握电流表、电压表的使用原理及读数方法，滑动变阻器在电路中的两

7、种连接方法滑动变阻器在电路中的两种连接方法.3.测定金属的电阻率测定金属的电阻率.2.练习使用螺旋测微器练习使用螺旋测微器一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理由电阻定律可知，金属的电阻率由电阻定律可知，金属的电阻率. .因此测出金属因此测出金属导线的长度导线的长度l和它的直径和它的直径d，计算出导线的横截面积，计算出导线的横截面积S，并用伏，并用伏安法测出金属导线的电阻安法测出金属导线的电阻R，即可算出金属导线的电阻率，即可算出金属导线的电阻率. .三、实验器材三、实验器材被测金属导线、刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、被测金属导线、刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、

8、滑动变阻器、开关及导线若干直流电源、滑动变阻器、开关及导线若干. .四、实验步骤四、实验步骤1.用螺旋测微器在被测金属导线的三个不同位置各测一用螺旋测微器在被测金属导线的三个不同位置各测一次直径，求出次直径，求出d的平均值的平均值. .RS=l1.构造：图为常用的螺旋测微器，它的测砧构造：图为常用的螺旋测微器，它的测砧A和和固定刻度固定刻度G固定在框架固定在框架F上，旋钮上，旋钮K、微调旋钮、微调旋钮K和和可动刻度可动刻度H、测微螺杆、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套连在一起，通过精密螺纹套在在G上上.螺旋测微器螺旋测微器2.原理：精密螺纹的螺距是原理：精密螺纹的螺距是0.5 mm，即，即K

9、每旋转一周，每旋转一周，P前进或后退前进或后退0.5 mm，可动刻度分成，可动刻度分成50等份，每一等份表示等份，每一等份表示0.01 mm，即可动刻度每转过一等份，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退前进或后退0.01 mm. .因此，从可动刻度旋转了多少等份就知道长度变化了多少个因此，从可动刻度旋转了多少等份就知道长度变化了多少个0.01 mm. .用它测量长度，可以精确到用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读，还可以估读到到0.001 mm（即毫米的千分位），因此螺旋测微器又称为千（即毫米的千分位），因此螺旋测微器又称为千分尺分尺. .3.读数方法：先从固定刻度读数方法：先从

10、固定刻度G上读出半毫米整数倍的部分，上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数（度示数（注意估读注意估读），），即有：即有：测量长度测量长度=固定刻度示数固定刻度示数+可动刻度示数精确度可动刻度示数精确度（注意单位为（注意单位为mm）.如图所示如图所示固定刻度示数为固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为为14.5格，最后的读数为：格，最后的读数为：2

11、.0 mm+14.50.01 mm=2.145 mm练习螺旋测微器练习螺旋测微器2.按图所示的电路图连接好电路按图所示的电路图连接好电路.SRxRAV3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度金属导线的有效长度L.4.把滑动变阻器的滑片调节到使把滑动变阻器的滑片调节到使电压表电压表和电流表的示数为零和电流表的示数为零的位置，电路经的位置，电路经检查无误后，闭合开关检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，改变滑动变阻器滑片的位置，读出读出多多组相应的电流表和电压表的示数组相应的电流表和电压表的示数I和和U的值，的值，记录在表中记录在表中.断开

12、断开S，做出做出I-U图像，图像，求出电阻求出电阻R的值的值.5.将测得的将测得的R、L、d的值代入电阻率的计算公式的值代入电阻率的计算公式计算出金属导线的电阻率计算出金属导线的电阻率.=五、实验注意事项五、实验注意事项1.用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同的位置用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同的位置各测一次，求其平均值；用毫米刻度尺测量接入电路中各测一次，求其平均值；用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，应反复测量三次，求其平均值的被测金属导线的有效长度，应反复测量三次，求其平均值.2.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此采用电流表外接法本实验中被测金属导线的电

13、阻值较小，因此采用电流表外接法.3.用伏安法测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，用伏安法测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验中逐渐增大造成其电阻率在实验中逐渐增大.4.无论滑动变阻器采用限流接法还是分压接法，无论滑动变阻器采用限流接法还是分压接法，可根据实验要求或提供的器材规格进行选择可根据实验要求或提供的器材规格进行选择.5.为了准确地求出电阻为了准确地求出电阻R的值，可采用的值，可采用I-U图象法求出其阻值图象法求出其阻值.六、误差分析六、误差分析1.测量电路中电流表和电压表对

14、电阻测量的影响测量电路中电流表和电压表对电阻测量的影响.由于由于本实验采用电流表外接法，所以本实验采用电流表外接法，所以R测测R真，由，真，由，所以所以测测真真.2.通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发热，通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化电阻率随之变化.3.另外直径测量、长度测量、读数等人为因素也另外直径测量、长度测量、读数等人为因素也是误差的来源之一是误差的来源之一.RS =l例例1在在“描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除的实验中，除有标有有标有“6 V1.5 W”字样的小灯泡、导线和开关外，还有字样的小灯泡、导线和开关外，还有下列器材：下列

15、器材：A.直流电源（直流电源（6 V，内阻不计）；，内阻不计）；B.直流电流表（量程为直流电流表（量程为3 A，内阻，内阻0.1 以下）；以下）；C.直流电流表（量程为直流电流表（量程为300 mA，内阻约为，内阻约为5 ）；）；D.直流电压表（量程为直流电压表（量程为10 V，内阻约为，内阻约为15 k）；）；E.滑动变阻器（滑动变阻器（10 ，2 A）；）；F.滑动变阻器（滑动变阻器（1 k，0.5 A）. .实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量测量. .（1）实验中电流表应选用实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻

16、器应选用_.（均用序号表示）（均用序号表示）（2）在虚线框内画出实验电路图在虚线框内画出实验电路图.图图50-3甲甲（3）试将图试将图50-3甲所示的器材甲所示的器材连成实物电路连成实物电路. 仪器的选择与电路的设计仪器的选择与电路的设计1.电学实验中仪器的选择方法电学实验中仪器的选择方法（1）基本原则基本原则安全安全不损坏实验器材不损坏实验器材.精确精确尽可能减少实验误差尽可能减少实验误差.方便方便便于实验操作、读数和数据处理便于实验操作、读数和数据处理.（2）实验仪器的选取实验仪器的选取电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流.用电器的额定电流应大于

17、或等于通过它的实际电流用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流.电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值，电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值，一般两表的指针应指到满偏刻度的一般两表的指针应指到满偏刻度的1/3至满偏之间的位置为宜至满偏之间的位置为宜.2.滑动变阻器的两种接法及选择方法滑动变阻器的两种接法及选择方法下列三种情况下，必须选择分压式连接方法下列三种情况下，必须选择分压式连接方法(1)若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电

18、压或电压)仍超过电流表仍超过电流表(或电压表或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法分压式接法(2)若若滑动变阻器总电阻比滑动变阻器总电阻比待测电阻的阻值待测电阻的阻值小得多小得多，以致，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动片从一端滑到另一在限流电路中，滑动变阻器的滑动片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路时，应改用分压式电路滑动变阻器总电阻为待测电阻的阻值的滑动变阻器总电阻为待测电阻的阻值的25倍时，比倍时，比较适合限流。较适合限流。(3)若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式电路压式电路3、内接法与外接法的选择方法、内接法与外接法的选择方法当当RxRA时，采用内接法，当时，采用内接法，当RxRx/RA=2，所以测量电路采用电流表外接法。又因为限流电路最小电流Imin=E/（Rx+RA+R）24mA10mA超过了电流的量程，所以滑动变阻器采用分压式连接。SRxRmAV巩固练习：己知某电压表的量程为巩固练习：己知某电压表的量程为3V3V，内阻约为，内