测绘小灯泡的伏安特性曲线
实验：描绘小灯泡伏安特性曲线
实验步骤 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
1. 电路选择 (1) 小灯泡的电阻较小，为减小实验误差，应采用电流表外接法 (2) 滑动变阻器采用分压式接法
实验步骤 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
2.按电路原理图连接好电路，把滑动变阻器的滑片调节到电压为0端
实验步骤 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
3.闭合开关s,把滑片调节到某个合适的位置，读出此时电压表的示 数U1和电流表的示数I1，记录U1，I1
出各对应点，用_一___条__平___滑_的曲线将这些点连接起来．
猜想
实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
1.电流表内接还是外接？
Rx> RVRA
Rx< RVRA
2.滑动变阻器是分压还是限流？
RE ≤U≤E
R＋R0
0≤U≤E
实验原理 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
2. 电路的选择：本实验用伏安法测量在不同电压下灯丝 的电流和电压，描绘出伏安特性曲线．由于使用的小灯泡 是“3.8 V 0.3 A”的，正常发光时灯丝电阻约为13 Ω，
4
实验步骤
5
记住几个关键点
实验目的 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
1. 描绘小灯泡伏安特性曲线 2. 分析小灯泡伏安特性曲线的变化
实验原理 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
1. 用__电__流___表_测出流过小灯泡的电流，用_电___压__表__测出小
灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描
实验步骤 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
4.将滑片从A端附近向B端逐渐移动，重复步骤3，读出并记录对应 的多组不同的电压值和电流值
实验步骤 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
5.断开开关，拆开电路 6.以U为横坐标，I为纵坐标，建立直角坐标系，把所得的 多组数据描点画到平面直角坐标系中，将所描各点用平滑 曲线连接即得小灯泡的伏安特性曲线
实验一 测小灯泡伏安特性曲线
实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线一、实验原理根据伏安法测电阻，测出多组U-I值，然后做出U-I图像。
线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，图像的斜率是线性元件的电阻；非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线。
二、实验的考察层次层次1：仪器的读数（电压表和电流表的读数）层次2：实验电路图。
滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法。
层次3：仪器的选择：滑动变阻器选小电阻。
层次4：数据处理。
设计坐标，做U-I图像，或者I-U图像，计算电阻。
层次5：电表量程不够时需要改装电表（改装电压表所需的电阻与电压表内阻几乎相当，改装电流表所需的电阻与电流表内阻几乎相当）【2016 天津与2012 四川相似度很高】三、高考题呈现的特点1.主要考察了电路图的分压接法电路图及实物图的连接。
2.仪器的选择问题，滑动变阻器的选择【电压表根据小灯泡的额定电压选择，电流表根据小灯泡的额定电流选择，滑动变阻器选小电阻】3.内外接法的误差分析4.根据测出的数据做U-I图像（注意图像都是曲线）【典型立体剖析】考点1：实验原理和仪器选择★★[例1]在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A．小灯泡：规格为“3.8 V0.3 A”B．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为0.5 ΩC．电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 ΩD．电压表：量程0～5 V，内阻约为5 kΩE．滑动变阻器：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 AF．电池组：电动势6 V，内阻约为1 ΩG．开关一只，导线若干(1)为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，因此电流表应选________．(填器材前选项)(2)根据你选用的实验电路，将如图所示的器材连成实物电路．答案(1)B(2)见解读图解读(1)因小灯泡的额定电流为0.3 A，为减小读数误差，应让指针偏角大一些，故电流表选B.(2)由电流表外接和滑动变阻器采用分压式接法知，电路图如图甲所示，由电路图连接的实物电路如图乙所示．★★[例2]有一个小灯泡标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选择：A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)．(3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．解读因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用如图甲所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．因小灯泡额定电压为4 V，则电压表选0～5 V的A而舍弃0～15 V的B，小灯泡的额定电流I＝0.5 A，则电流表只能选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 Ω，调节不方便，故舍去．小灯泡内阻为电流表内阻的80.4＝20倍，电压表内阻是小灯泡的10×1038＝1 250倍，故电流表采用了外接法．答案(1)描绘小灯泡的I—U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)A D E (3)如下图所示．考点2：数据处理及误差分析★★★【例3】图中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材．（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图1中的实验电路图连接完整．（2）开关S闭合之前，图1中滑动变阻器的滑片应该置于_____端．（选填“A端”、“B端”或“AB中间”）（3）实验中测得有关数据如下表：根据表中的实验数据，在图2中画出小灯泡的I-U特性曲线．【说明】：1.实验原理图2.数据描点，画图★★【例4】用如图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡标有“6 V 3 W”的字样，铅蓄电池的电动势为8 V，滑动变阻器有两种规格：R1标有“5 Ω2 A”，R2标有“100 Ω20 mA”．各电表的量程如图甲所示．测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据．(1)滑动变阻器应选用__________；分压接法选小电阻(2)用笔画线代替导线，把图甲中的实物连成实验电路(有部分连线已接好)；(3)测量时电压表示数如图乙所示，则U＝________ V；(4)某同学根据实验测量得到的数据，作出了如图丙所示的I－U图像．分析图像不是直线的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)R1(2)实验电路如图所示(3)4.0(4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻(或电阻率)变大解读(1)由于电压要从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，如果选用R2，滑动变阻器中的电流会超过20 mA，故选R1.(2)实验电路中电流表外接，滑动变阻器采用分压式接法．(4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻(或电阻率)变大．【高考题赏析】1.★【2009 天津 3 6】为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图甲所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。
测绘小灯泡的伏安特性曲线
在不同阻值下，使用电流表和电压表测量小灯泡两端的电压和电流。
记录测量数据，可绘制成表格形式以便后续分析。
分析数据，绘制伏安特性曲线
根据测量数据，计算小灯泡的电阻值和伏安特性曲线。
将数据点绘制在坐标纸上，连接成平滑曲线。
分析伏安特性曲线的形状和变化趋势，了解小灯泡的工作特性。
在实验过程中，需要认真观察、记录和分析数据，这有助于培养科学思维和实验能力。
提高实验操作能力
实验原理
02
伏安特性曲线
线性元件
非线性元件
伏安特性曲线的概念
灯泡电阻
随灯泡两端电压的增加而增加。
灯泡伏安特性曲线
描述小灯泡两端电压与通过其电流的关系。
灯泡发光效率
随电压增加而提高，但电压过高会损坏灯泡。
2023
《测绘小灯泡的伏安特性曲线》
CATALOGUE
目录
实验目的实验原理实验器材实验步骤实验结果与分析实验结论与展望
实验目的
01
灯泡的伏安特性曲线是用来描述灯泡的电流和电压之间的关系曲线。通过本实验，可以深入理解灯泡的伏安特性及其与电路参数之间的关系。
灯泡的伏安特性曲线可以反映灯泡在不同电压下的亮度、功率和电阻等性质，对于优化灯泡的使用和设计具有重要意义。
实验结果与分析
05
总结词：完整准确
详细描述：在实验过程中，我们记录了小灯泡两端的电压和流过的电流数据，数据记录表完整且准确，为后续的实验结果分析提供了基础。
数据记录表
总结词
严谨、详尽
详细描述
通过对实验数据进行处理和分析，我们得出了小灯泡的伏安特性曲线，并进一步研究了小灯泡的电阻、电功率等参数。数据分析方法严谨，结论详尽，具有一定的科学性和可靠性。
第四讲实验八：测绘小灯泡伏安特性曲线
工具
必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流
解析：
(1)因小灯泡的额定电压为2.0 V，所以电源选E1，又因小
灯泡的额定电流约为0.5 A，故电流表选A2 (2)因为小灯泡的电压从0.2 V开始，所以滑动变阻器要用分压接
U 法；R火＝ ＝4 Ω，电流表要外接，测量电路如下图所示 I (3)小灯泡的U－I曲线如下图所示 (4)设小灯泡的电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律得： U＝1.5－I，作出电源U－I图象与小灯泡的U－I曲线的交点坐标为 小灯泡工作时的电压和电流，两者之积为小灯泡的实际功率．
0.60 A的两点，连接该两点即可得电池组的伏安特性曲线．延长该曲线 交两坐标轴于两点，由于与纵轴的交点表示电池组的电动势，故该电 池组的电动势为4.6 V，该直线的斜率表示内阻，所以该电池组的内阻 为r＝ 4.6 Ω＝2.7 Ω. 1.72
工具
必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流
答案：
(1)分压
工具
必考部分 选修3-1 第七章 恒定电流
1．本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采
用电流表外接法．
2．滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了使小灯泡两端的电 压能从0开始连续变化． 3．U－I图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右 绘点要密，以防出现很大误差． 4．建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取 的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸．
要采用分压电路． (2)在电路接好并检查是否正确连线之前，电键应处于断开状态，
以免因接线错误而导致仪表损坏；接为分压电路时，滑动变阻器的有效
电阻应从最小值开始调节，故滑片P应先处于b端．
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线ppt课件
图6
为了减小误差，应使R≪RV，故此法测较小电阻好 D.乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫RA，故此法测较
大电阻好
12
2.在测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，所用器材有：小灯泡L、量程恰 当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、开关S等，要求小 灯泡两端电压从0开始变化. (1)实验中滑动变阻器应采用__分__压___接法(填“分压”或“限流”). 答案
图3
(3)请根据(1)中所选电路，把图4中所示的 实验器材用实线连接成实物电路图. 答案
如图所示 图4
二、实验数据的处理
例2 图5甲为“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小 灯泡的额定电压为3 V.
图5 (1)在图乙方框图中画出与实物电路相对应的电路图.
答案 解析 见解析图
(2)完成下列实验步骤： ①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，滑片应停留在滑动变阻器的最 __左____(选填“左”或“右”)端； ②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压， 记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压； 答案 解析
总结提升
1.首先要根据表中数据选择合适的标度； 2.描点后用平滑的曲线连接，个别偏离较远的点应舍去.
3
达标检测
1.在图6中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法不正确
的是 答案 解析 A.甲图的接法叫电流表外接法，
乙图的接法叫电流表内接法
√B.甲中R测>R真，乙中R测<R真
C.甲中误差由电压表分流引起，
(1)实验时，选用图3__甲___(选填“甲”或“乙”)的电路图来完成实验，
请说明理由：_描__绘__小__灯__泡__的__I_－__U_图__线__所__测__数__据__需__从__零__开__始__，__并__要__多__测___
测绘小灯泡地伏安特性曲线及U—I图象地物理意义
一、测绘小灯泡的伏安特性曲线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 ～15 V ”、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13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．规律方法总结1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节围RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E负载R上电流的调节围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER2.(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．(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总电阻要大)．3．注意事项(1)电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．(2)滑动变阻器应采用分压式接法：本实验要作出U－I图象，要求测出多组包括零在的电流、电压值，故控制电路必须采用分压式接法．(3)保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处，加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压．4．误差分析(1)由于电压表不是理想电表，阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值．(2)测量时读数带来误差．(3)在坐标纸上描点、作图带来误差.例1 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V 0.7 A”；电流表A1，量程3 A，阻约为0.1 Ω；电流表A2，量程0.6 A，阻r2＝0.2 Ω；电压表V，量程3 V，阻r V＝9 kΩ；标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R，阻值围0～10 Ω；学生电源E，电动势6 V，阻不计；开关S及导线若干．①甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为________Ω.甲 乙图1②乙同学又设计了如图2所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L 上的电压值是________ V.图2 图3③学习小组认为要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你 在乙同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号． 答案 ①5 ②4 ③见解析图解析 ①电压表的示数U ＝2.30 V ，所以灯泡L 的电阻R L ＝U I ＝2.300.46Ω＝5 Ω.②由题图知电压表V 与R 2串联，根据串联分压，当电压表V 的示数为3 V 时，R 2两端的电压U 2＝U V r V R 2＝39 000×3 000 V ＝1 V ，所以灯泡两端的电压U ′＝U V ＋U 2＝(3＋1) V ＝4 V.③要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程应变为4.0 V ，电流表的量程应变为0.7 A ，因此将电压表V 与标准电阻R 2串联改装成量程为4.0 V 的电压表，将电流表A 2与标准电阻R 1并联改装成量程为0.6 A ＋0.6×0.21 A ＝0.72 A 的电流表．故虚线框实验电路如图所示．例2 物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W ，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝PR＝2×0.75 V＝1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．A．电压表V(量程3 V，阻约3 kΩ)B．电流表A1(量程150 mA，阻约2 Ω)C．电流表A2(量程500 mA，阻约0.6 Ω)D．滑动变阻器R1(0～20 Ω)E．滑动变阻器R2(0～100 Ω)F．电源E(电动势4.0 V，阻不计)G．开关S和导线若干H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.次数1234567U/V0.200.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70I/mA80155195227255279310图4(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于 1.23 V，其原因是________________________________________________________________________．解析(1)根据P＝I2R，估算灯泡的电流大约是600 mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的U－I图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；(2)如图所示(3)由P＝UI＝0.75 W，再结合图象可知U额＝2.5 V；大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．答案(1)电路原理图如图所示A2R1(2)见解析图(3)2.5(2.4～2.6) 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)二、U—I图象的物理意义及其应用用图象表示物理规律具有直观、形象、简便、具体等显著优点，运用图象分析讨论某些物理问题不仅可以避免公式法繁锁的数字计算，而且可以对物理概念和物理规律理解更加深刻。
高中物理人教版(浙江)一轮课件：7.3.1 实验(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线
(1)对照甲、乙两图,导线①应连接a (选填“a”或“b”),导线②应
连接d (选填“c”或“d”)。
(2)某次测量时,电压表、电流表读数如图丙所示,则
U=1.60(1.58~1.62) V;I=0.50(0.49~0.51) A。
(3)根据多组U、I值,画出伏安特性曲线如图丁所示,则小灯泡的
的倒数,故第一组数据为○所表示的。直接测量时为电源的电动势,
而在接入电路时输出电压较小,故说明电源内阻较大。
-23考点一
考点二
2.(2015·浙江理综)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲
线”实验的实物连接图。
图1
图2
-24考点一
考点二
(1)根据图1画出实验电路图;
答案:
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中
B.电压表V(量程为0~5 V,内阻约为4 kΩ)
C.电流表A1(量程为0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω)
D.电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.05 Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω,额定电流1 A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值2 kΩ,额定电流100 mA)
-27考点一
考点二
(1)为了便于调节,减小读数误差和系统误差,实验中所用电流表
零,应将滑片P滑到最左端。
②电压表和电流表的示数总是调不到零,说明滑片P在左端时,仍
有电流流过小灯泡,故为1、5点之间导线断开导致的(滑动变阻器
变成限流接法)。
③图线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻值,故电压变大,
电阻变大。
-20考点一
考点二
【高中物理】高中物理知识点：实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
【高中物理】高中物理知识点：实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线实验目的：1、描绘小灯泡的伏安特性曲线。
2、理解并检验灯丝电阻随温度升高而增大。
3、掌握仪器的选择和电路连接。
实验原理：1、根据部分电路欧姆定律，一纯电阻R两端电压U与电流I总有U=I?R，若R为定值时，U―I图线为一过原点的直线。
小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其电阻也就随温度的升高而增大。
而通过小灯泡灯丝的电流越大，灯丝的温度也越高，故小灯泡的伏安特性曲线（U―I曲线）应为曲线。
2、小灯泡（3.8V，0.3A）电阻很小，当它与电流表（0.6A）串联时，电流表的分压影响很大，为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，即U、I的值，电流表应采用外接法，为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式连接。
3、实验电路如图所示，改变滑动变阻器的滑片的位置，从电压表和电流表中读出几组I、U值，在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象。
实验器材：小灯泡（3.8V，0.3A），电压表（0-3V-15V），电流表（0-0.6A-3A），滑动变阻器（20Ω），学生低压直流电源，电键，导线若干，坐标纸、铅笔。
实验步骤：1、如图所示连结电路安培表外接，滑线变阻器接成分压式。
电流表采用0.6A量程，电压表先用0～3V的量程，当电压超过3V时采用15V量程。
2、把变阻器的滑动片移动到一端使小灯泡两端电压为零3、移动滑动变阻触头位置，测出15组不同的电压值u和电流值I，并将测量数据填入表格。
4、在坐标纸上以u为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，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，以所描图线充分占据整个坐标纸为宜。
）将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得小灯泡的伏安特性曲线。
4、拆除电路、整理仪器。
注意事项：1、实验过程中，电压表量程要变更：U<3V时采用0―3V量程，当U>3V时采用0―15V量程。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线
实验 测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的 测绘小灯泡的伏安特性曲线．二、实验器材 小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸． 三、实验原理用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U -I 坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线．为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，应选用电流表外接法，滑动变阻器分压接法电路，因为小灯泡的电阻值较小． 四、实验步骤 1．连接电路将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路． 2．测出小灯泡在不同电压下的电流(1)闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．(2)移动滑动变阻器触头位置，测出12组不同的电压值U 和电流值I ，并将测量数据填入表格. 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.83.画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以U 为横轴、以I 为纵轴，建立坐标系．(2)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到小灯泡的伏安特性曲线． 4．拆除电路，整理仪器． 五、注意事项 1．电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与0～0.6 A 电流表串联时，电流表的分压影响不能忽略．(2)滑动变阻器应采用分压式连接：目的是为了使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化．2．闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到小灯泡分得电压为零的位置，可以使开关闭合时小灯泡电压能从零开始变化．同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．U / V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 A3．I-U图线在U＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右测绘点要密，否则将出现很大误差．4．电流表选择0.6 A量程，电压表量程选择视小灯泡的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小灯泡，选用电压表的15 V量程，若使用“2.5 V,0.6 A”的小灯泡，则选用电压表的3 V量程．5．保持小灯泡电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．6．误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线．六、误差分析1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差．2．在坐标纸上描点、作图带来误差．。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线
误差分析
通过对实验数据进行误差分析，可以评估实 验结果的准确性和可靠性。可以采用误差分
析公式或统计方法进行计算和分析。
04
实验数据与结果分析数据记录表要点一总结词完整、准确
要点二
详细描述
在实验过程中，我们记录了小灯泡两端的电压和通过 它的电流数据。数据记录表包括实验序号、电压值、 电流值、灯泡亮度等。为了保证数据的完整性和准确 性，我们采用了精密的电压表和电流表进行测量，并 将数据记录在表格中。
额定功率
小灯泡上标注的额定功率是实验中需要特别关注的一个参数。
滑动变阻器
作用
通过调节滑动变阻器的阻值，可以改变小灯泡两端的电压和电流，从而获得不同的实验数据。
规格
滑动变阻器的阻值范围、最大电流等参数需要根据实验需求进行选择。
开关与导线
开关
开关用于控制电源的通断，从而控制小 灯泡的亮灭。
VS
导线
导线用于连接电源、电阻器、小灯泡和开 关等实验器材，以保证实验的正常进行。
实验测绘小灯泡的伏安特性 曲线
2023-11-09
目录
• 实验目的与原理 • 实验设备与器材 • 实验步骤与方法 • 实验数据与结果分析 • 结论与讨论 • 相关应用与拓展 • 参考文献与附录
01
实验目的与原理
实验目的
理解小灯泡的伏安特 性曲线及其意义
掌握绘制伏安特性曲 线的实验技能
学习使用电表和电源 进行实验操作的方法
02
实验设备与器材
电源
电源类型
实验需要使用直流电源。
电源电压
电源电压需要根据小灯泡的额定电压进行选择，以保证实验的安全和准确性。
电阻器
固定电阻器
用于与小灯泡串联或并联，以改变小灯泡两端的电压和电流 。
测绘小灯泡的伏安特性曲线及U—I图象的物理意义
一、测绘小灯泡的伏安特性曲线宇文皓月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“3.8V,0.3A”、电压表“0～3V～15V”、电流表“0～0.6A～3A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．3．实验步调(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)丈量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右分歧的电压值U和电流值I，并将丈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平安；②精确；③操纵方便．(2)具体要求①电源允许的最大电流不小于电路中实际最大电流．干电池中电流一般不允许超出0.6A.②用电器的额定电流不克不及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克不及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13以上．⑤从便于操纵来考虑，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．规律方法总结1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节范围RER＋R0≤U≤E0≤U≤E负载R上电流的调节范围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER2.(1)限流式接法适合丈量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差未几或比滑动变阻器的总电阻还小)．(2)分压式接法适合丈量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．3．注意事项(1)电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此丈量电路必须采取电流表外接法．(2)滑动变阻器应采取分压式接法：本实验要作出U－I图象，要求测出多组包含零在内的电流、电压值，故控制电路必须采取分压式接法．(3)呵护元件平安：为呵护元件不被烧毁，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处，加在小灯泡两端的电压不要超出其额定电压．4．误差分析(1)由于电压表不是理想电表，内阻并不是无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值．(2)丈量时读数带来误差．(3)在坐标纸上描点、作图带来误差.例1某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0V0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，内阻r2＝0.2Ω；电压表V，量程3V，内阻r V＝9kΩ；尺度电阻R1，阻值1Ω；尺度电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干．①甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行丈量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为________Ω.甲乙图1②乙同学又设计了如图2所示的电路来进行丈量，电压表指针指在最大刻度时，加在L 上的电压值是________V.图2图3③学习小组认为要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．答案①5②4③见解析图解析①电压表的示数U ＝2.30V ，所以灯泡L 的电阻R L ＝U I ＝2.300.46Ω＝5Ω. ②由题图知电压表V 与R 2串联，根据串联分压，当电压表V 的示数为3V 时，R 2两端的电压U 2＝UV rV R 2＝39000×3000V＝1V ，所以灯泡两端的电压U ′＝U V ＋U 2＝(3＋1) V ＝4V.③要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程应变成4.0V ，电流表的量程应变成0.7A ，因此将电压表V 与尺度电阻R 2串联改装成量程为4.0V 的电压表，将电流表A 2与尺度电阻R 1并联改装成量程为0.6A ＋0.6×0.21A ＝0.72A 的电流表．故虚线框内实验电路如图所示．例2物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W ，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝PR＝2×0.75V＝1.22V．他们怀疑所得电压值禁绝确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，丈量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据丈量数据来绘灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．A．电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)B．电流表A1(量程150mA，内阻约2Ω)C．电流表A2(量程500mA，内阻约0.6Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω)E．滑动变阻器R2(0～100Ω)F．电源E(电动势4.0V，内阻不计)G．开关S和导线若干H．待测灯泡L(额定功率0.75W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.图4(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.23V，其原因是_________________________________________________________ _______________．解析(1)根据P＝I2R，估算灯泡的电流大约是600mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的U－I图线，需要丈量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；(2)如图所示(3)由P＝UI＝0.75W，再结合图象可知U额＝2.5V；大于1.23V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．答案(1)电路原理图如图所示A2R1(2)见解析图(3)2.5(2.4～2.6) 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)二、U—I图象的物理意义及其应用用图象暗示物理规律具有直观、形象、简便、具体等显著优点，运用图象分析讨论某些物理问题不但可以防止公式法繁锁的数字计算，而且可以对物理概念和物理规律理解更加深刻。
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实验步骤
一、连接电路
1．将灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连
接成如图7－4－1所示电路．
二、测量与记录
2．测出小灯泡在不同电压下的电流
图7－4－1
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 量数据填入表格． U(V) I(A) U(V) I(A) 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
三、整理仪器、数据处理
3．拆除电路、整理仪器． 4．画出伏安特性曲线
(1)在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系．
(2)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， 以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜) (3)将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线． 注意事项 1．电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须 采用电流表外接法． 2．滑动变阻器应采用分压式连接 本实验要作出U－I图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制 电路必须采用分压接法．
5. (2010· 重庆卷，22(2))在探究小灯泡的伏安特性实验 中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压 表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡 两端电压从0 V开始变化． 分压 ①实验中滑动变阻器应采用________ 接法(填“分压”或
“限流”)．
②某同学已连接如图所示的电路，在连接最后一根导线 的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不 当之处，并说明如何改正． 电键S不应闭合，应处于断开状态 A．__________________________________ ； 滑动变阻器滑动触头P位置不当，应将其置于b端 B．___________________________________.
如果是用分压法连入电路的，则应选用小量程的滑动变阻器，只有这
样，在移动滑片时，相应的用电器上的电压变化才会明显；如果选用 大量程的滑动变阻器，就会出现在移动滑片时，刚开始时用电器上的 电压几乎不变，过了某位置后又突然增大的现象，不易操作．
【例1】 某同学为了描绘一个标有“12 V,6 W”的小灯泡的伏安特性曲线，他到实 验室寻找到了一些仪器，但没找到电压表，找到的器材规格如下： a．电流表A1(0～0.5 A，内阻为0.5 Ω)； b．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.3 Ω)；
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第4讲 测绘小灯泡的伏安 特性曲线
第4讲 实验八 测绘小灯泡的伏安特性曲线
实验目的
1．测绘小灯泡的伏安特性曲线． 2．分析曲线的变化规律． 实验原理
1．用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两
端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点， 用一条平滑的曲线将这些点连结起来． 2．电流表外接：因为小灯泡电阻很小，如果内接电流表，分 压明显． 3. 滑动变阻器采用分压式：使电压能从0开始连续变化．
③电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安 特性曲线如图7－4－11中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡 L1、L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成图7－4－ 12所示电路，多次测量后得到通过L1和L2的电流平 均值分别为0.30 A和0.60 A.
图7－4－11
图7－4－12
A．在图7－4－11中画出电池组路端电压U和电流I的关 系曲线． B．由该曲线可知电池组的电动势为________ V，内阻 4.6 2.7 为________ Ω(取2位有效数字)．
c．电阻箱R1(0～9 999.9 Ω，最小调节量0.1 Ω)；
d．电阻箱R2(0～99.9 Ω，最小50 Ω，额定电流为1.5 A)；
f．滑动变阻器R4(0～5 Ω，额定电流为3 A)；
g．16 V直流电源； h．开关、导线若干，待测灯泡．
利用现有器材，结合所学知识，请你替这位同学设计本实验． (1)画出实验原理图； (2)以上器材中电阻箱应选用________，滑动变阻器应选用________(填代号)； (3)写出小灯泡两端的电压表达式，并说明式中符号的意义： _________________________________________________________.
4．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法
5．仪器选择的三个原则 (1) 安全性原则：通过电源、电阻、电流表、电压表等的电流不能
超过其允许的额定电流．
(2) 精确性原则：根据实验的需要，选取精度合适的仪器，以尽可 能的减小实验误差．电压表、电流表指针的偏角要大于满偏的三分之 一．
(3) 操作方便：实验时要调节方便，易于操作，比如对滑动变阻器，
3．保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a 端．加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压． 4．规范画图：U－I图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘 点要密，以防出现很大误差． 5．建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取的标度要合 理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸． 误差分析 1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差． 2．测量时读数带来误差，严格按照读数规则． 3．在坐标纸上描点、作图带来误差．用细铅笔，严格标度.