测定小灯泡伏安特性曲线
2.3测量小灯泡的伏安特性曲线电路的选择
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b.若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过电表或电件 的额定值(限制不住)
c.当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压 (电流)的变化范围较大
下列几种情况必须选择分压式
a.若滑动变阻器电阻远大于被测电阻的阻值 b.若不属于必须分压的情况,则首先考虑限流(电路简单, 耗能少)
实际上:考试时大多是用分压式。
限流式:所测电 件与滑动变阻器 的一部分或整个 电阻串联 分压式:所测电 件与滑动变阻器 的一部分或整个 电阻并联
二.实验电路
1.分压外接法 2.限流外接法
分压式接法
限流式接法
3.分压内接法
4.限流内接法
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用, 因此两种方法测量电阻都有误差. (1)电流表的两种接法选择 .a口诀法:大内偏大,小外偏小。即:大电阻用内接法,电 阻测量值偏大;小电阻用外接法,电阻测量值偏小。 b.公式计算法:
电压相对变化量 U I I
电流相对变化量
U I 若 , 说明分压明显用外接法 U I U I 若 , 说明分流明显用内接法 U I
2.滑动变阻器的两种接法
两种电 路 电路图
限流式接法
分压式接法
待测电 阻两端 电压调 节范围 通过待 测电阻
R测 U ~U R测 R0
0 ~U
当 R测
A 测 A
R 当R R 当R R
测 A
R ,即 R R R 时,选用内接法 R R ,即 R R R 时,选用外接法 R R ,即 R R R 时,两种接法都可以 R
V 测 V A 测 V 测 V A 测 V 测 V A 测
c.试触法:当Rx、RA、RV大约值都不清楚就用试触法判断.如图所示, 将单刀双掷开关S分别接触a点和b点,若看到安培表示数变化比伏特 表示数变化大,则说明伏特表分流影响较大,应该选内接法;若伏 特表示数变化比安培表示数变化大,则说明安培表分压影响较大, 应该选外接法. U
实验一 测小灯泡伏安特性曲线
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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。
第四讲实验八:测绘小灯泡伏安特性曲线
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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:测定小灯泡的伏安特性曲线(刘玉兵)
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的小灯泡, 例4、一个标有“4 V,3 W 的小灯泡,当小灯泡 一个标有“ V, W”的小灯泡 由零逐渐增大到4 V的过程中 的过程中, 两端的电压U由零逐渐增大到4 V的过程中,电压U和 的关系可用图像表示,在下列图中四个图像中, 电流I的关系可用图像表示,在下列图中四个图像中, 肯定不符合实际的是
I/A
O
U/V
实验电路
安培表采用“外接法” 安培表采用“外接法”. 可使测出的小灯泡的电压、电 可使测出的小灯泡的电压、 流更准确。 流更准确。 滑动变阻器采用“ 滑动变阻器采用“分压接 法”.可使小灯泡两端的电压 从零开始连续变化。 从零开始连续变化。
实验器材
小灯泡、电流表、 小灯泡、电流表、电 压表、滑动变阻器、电源、 压表、滑动变阻器、电源、 电键、 电键、导线
I/A
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
.
0
.
.
.
.
. .
. . . . . . .
U/V
2.8
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6
(4) 拆除电路,整理仪器。 拆除电路,整理仪器。
注意事项
小灯泡的电阻很小。当它与电流表串联时, *小灯泡的电阻很小。当它与电流表串联时,电流表 的分压影响很大, 的分压影响很大,故为了准确测出小灯泡的伏安特 性曲线, 接法。 性曲线,故电流表应采用 外 接法。 为使小灯泡上的电压能零开始连续变化, *为使小灯泡上的电压能零开始连续变化,滑动变 阻器应采用 分压式 连接。 连接。 *本实验中,开关S闭合前应把滑动变阻器的滑动触 本实验中,开关S 的位置。 头置于 电压表读数为零 的位置。 *小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大,故小 小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大, 曲线。 灯泡的伏安特性曲线应为斜率 渐小 曲线。 *画U—I曲线时不要画成折线,而应当画成平滑的曲 I曲线时不要画成折线, 对误差较大的点应当舍弃为。 线,对误差较大的点应当舍弃为。
实验:测绘小灯泡伏安特性曲线(基础、简洁篇)
![实验:测绘小灯泡伏安特性曲线(基础、简洁篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/ba7e13cf9e3143323968934d.png)
绝密★启用前实验1:测绘小灯泡的伏安特性曲线规律总结:1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较上电压的RE2. 两种接法的适用条件(1)限流式接法:测量范围小,或者待测用电器阻值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:测量范围大,或者待测用电器的电阻比滑动变阻器的总电阻要大.3.电流表的外接法和内接法的比较由于电压表、电流表并非理想电表,所以实验中要考虑电表的内阻。
大内偏大:测量大电阻用内接法,测量值比真实值偏大小外偏小:测量小电阻用外接法,测量值比真实值偏小本实验由于电压表的阻值比灯泡的阻值大得多,经过电压表的电流比灯泡的电流小得多,因此电流表的读数几乎接近经过灯泡的电流,所以本实验要用电流表的外接法。
一、单选题(共2小题,每小题5.0分,共10分)1.要描绘一个小灯泡的伏安特性曲线,所用器材如下a.小灯泡,型号为“3 V,0.6 A”b.电流表(0~0.6 A,内阻约1 Ω)c.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)d.直流电源(4 V,内阻不计)e.滑动变阻器(0~15 Ω)f.电键要求灯泡两端的电压从0开始连续调节,下列四个电路图应选哪一个?()A.B.C.D.2.(多选)如图所示,甲、乙两图分别为测量灯泡电阻R的电路图,下列说法正确的是()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,为了减小误差,就使R≪R V,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≫R A,故此法测较大电阻好二、多选题(共2小题,每小题5.0分,共10分)3.(多选)实验中可以利用滑动变阻器来改变用电器R L两端的电压,可以有图中(a)、(b)两种电路.用R0表示滑动变阻器的全部阻值,选择哪个电路更合适,以下叙述中正确的是()A.若R0约为4R L,则采用电路(a)比较合适B.若R0约为4R L,则采用电路(b)比较合适C.若R0远小于R L,则采用电路(a)比较合适D.若R0远小于R L,则采用电路(b)比较合适4.(多选)如图所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A,电流表的内阻为0.2 Ω,那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是()A.Rx的测量值比真实值大B.Rx的测量值比真实值小C.Rx的真实值为99.8 ΩD.Rx的真实值为100.2 Ω分卷II三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)5.一只小灯泡,标有“3 V,0.6 W”字样.现用图示的器材测量该小灯泡的伏安特性曲线,(滑动变阻器最大阻值为10 Ω;电源电动势为6 V,内阻为1 Ω;电流表内阻为1 Ω,电压表的内阻为10 kΩ).(1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用__________(选填“内接”或“外接”)法.滑动变阻器的连接方式应采用________(选填“分压式”或“限流式”);(2)用笔画线当导线,根据设计的电路图将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好).6.有一个额定电压为3.8 V,额定功率约为1 W的小灯泡,现要用伏安法描绘这只灯泡的伏安特性图线,有下列器材可供选用:A.电压表V1(0~6 V,内阻约为5 kΩ)B.电压表V2(0~15 V,内阻约为30 kΩ)C.电流表A1(0~3 A,内阻约为0.1 Ω)D.电流表A2(0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)E.滑动变阻器R1(10 Ω,5 A)F.滑动变阻器R2(200 Ω,0.5 A)G.蓄电池(电动势6 V,内阻不计)H.开关、导线(1)实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)(2) 实验中,电压表选,电流表选,滑动变阻器选.(请填写选项前对应的字母)(3) 测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为Ω(结果保留两位有效数字);随着电压增大,温度升高,小灯泡的电阻.(填“增大”,“减小”或“不变”)(4)若将此灯泡与电动势12 V、内阻为1 Ω的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为Ω的电阻.(结果保留两位有效数字)答案解析1.【答案】A【解析】描绘小灯泡的伏安特性曲线,用电压表测出灯泡电压,用电流表测通过灯泡的电流,滑动变阻器采用分压接法,因灯泡内阻为:,故灯泡内阻接近电流表内阻,故电流表采用外接法,故A正确,B、C、D错误.2.【答案】ACD【解析】甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法A正确;甲图实际测量值为灯泡和电压表并联之后的阻值,所以R测<R真,而乙图实际测量值为灯泡和电流表串联之后的值,所以R测>R真所以B错误;甲电路是由于电压表分流导致的实验误差,所以当R≪R V时,电压表分流较小,故此电路适合测量小电阻.反之则是乙图.所以C、D正确.3.【答案】AD【解析】若约为,根据串联电路分压规律可知,采用限流式接法,滑动变阻器调压范围大,故采用电路(a)比较合适,A正确,B错误;若远小于时,滑动变阻器采用分压式接法调压范围大,则采用电路(b)比较合适,故C错误,D正确.4.【答案】AC【解析】因为电流表和Rx直接串联,所以电流表读数I′等于流过Rx的真实电流I,电压表并联在电流表和串联电路的两端,故电压表读数U′大于Rx两端的真实电压U,所以Rx的测量值Rx′=大于真实值Rx=Rx,故A对.Rx的真实值为:Rx===Ω=99.8 Ω,故C对.5.【答案】(1) 外接分压式(2)如图:【解析】(1)对灯泡由R==15 Ω,满足电压表内阻远大于小灯泡电阻,所以电流表应采用外接法;测量该小灯泡的伏安特性曲线,电压要从零开始,所以滑动变阻器的连接方式应采用分压式.(2)连接时导线不能交叉,并注意电流表应采用外接法,滑动变阻器的连接方式应采用分压式,如图所示:6.【答案】(1)B (2)ADE(3)16 Ω 增大(4)34【解析】(1)为描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,故应选E;灯泡额定电压为3.8 V,电压表应选择A,灯泡额定电流为:,电流表选择D,灯泡正常发光时的电阻:,电流表内阻为:,电压表内阻为,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路应选择图B所示电路;(2)由(1)分析可知,电压表选择A,电流表选择D,滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器选择E;(3)由图示图象可知,随增大,增大,实际功率增大,灯泡温度升高,电压与电流表的比值增大,灯泡电阻增大;由图示图象可知,电压:时,电流,此时灯泡电阻:;(4)灯泡正常发光时,串联电阻两端电压,串联电阻阻值.。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线ppt课件
![实验测绘小灯泡的伏安特性曲线ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/52d66fc7d5d8d15abe23482fb4daa58da1111c4d.png)
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
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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。
小灯泡伏安特性曲线实验报告
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小灯泡伏安特性曲线实验报告篇一:《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验报告一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线,并对其变化规律进行分析。
二、实验原理1。
金属导体的电阻率随温度的升高而增大,导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。
以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。
2。
小灯泡电阻极小,所以电流表应采用外接法连入电路;电压应从0开始变化,所以滑动变阻器采用分压式接法,并且应将滑动变阻器阻值调到最大。
三、实验器材小灯泡一盏,电源一个,滑动变阻器一个,电压表、电流表各一台,开关一个,导线若干,直尺一把。
四、实验电路五、实验步骤1。
按照电路图连接电路,并将滑动变阻器的滑片P移至A端,如图:2。
闭合开关S,将滑片P逐渐向B端移动,观察电流表和电压表的示数,并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压,取8组,记录数据,整理分析。
3。
拆除电路,整理桌面,将器材整齐地放回原位。
以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。
八、实验结论1。
小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线2。
曲线原因的分析:根据欧姆定理,R U应该是一条直线,但是那仅仅是理想IU来说,RI电阻,R是恒定不变的但是在现实的试验中,电阻R是会受到温度的影响的,此时随着电阻本身通过电流,温度就会增加,R自然上升,对于R代表图线中的斜率,当R不变时,图像是直线,当变化时,自然就是曲线。
九、误差分析1。
测量时未考虑电压表的分流,造成电流I的实际值大于理论值。
2。
读数时没有读准确,在估读的时候出现误差。
3。
描绘图像时没有描绘准确造成误差。
篇二:描绘小灯泡的伏安特性曲线《测量小灯泡伏安特性曲线》实验课题任务是:电学知识告诉我们当电压一定时电流I与电阻R成反比,但小灯炮的电阻会随温度的改变而变化,小灯泡在一定电流范围内其电压与电流的关系为UKIn,K和n是与灯泡有关的系数。
学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《测量小灯泡伏安特性曲线》的整体方案,内容包括:,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
测定小灯泡的伏安特性曲线
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描绘小灯泡的伏安特性曲线(一).实验目的:描绘小灯泡的伏安特性曲线(二).实验原理: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 一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,就得到小灯泡的伏安特性曲线(三).实验器材:小灯泡、4V 一6V 学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干(四).实验步骤:1 .连接电路: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实一1 所示电路.图实一12 .测出小灯泡在不同电压下的电流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.图3 .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.4 .拆除电路、整理仪器.(五).注意事项:1 .小灯泡( 3 . SV , 0 . 3A )的电阻很小,当它与O 一0.6A 的电流表串联时,电流表的分压影响很大,故为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O 开始连续变化,滑动变阻器应采用分压式连接.2 .闭合电键S 前,滑动变阻器触头应移到一端,以使开关闭合时灯泡电压能从0开始变化,同时,这样做也防止开关刚闭合时电灯两端电压过大而烧坏灯丝3 . U 一I 图线在以U= 1.OV 左右将发生明显弯曲,故在U = 1.0v 左右测绘点要密,否则将出现很大误差.4 .电流表选择0.6A 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“ 3.8V , 0.3A ”的小灯泡,选用电压表的5 V 量程,若选用“2.5V , 0.6A”的小灯泡,则选用电压表的3v 量程5 .电压接近额定电压值时,一定要缓慢移动触头的位置,当电压指在额定电压处时,测出I 后,要马上断开开关.6 .画U 一I 曲线时不要画成折线,而应画成平滑的曲线,误差较大的点应当舍去.(六).误差分析:1 .由于电压表、电流表不是理想电表,表内阻对电路的影响会带来误差.2 .测量时读数带来误差.3 .在坐标纸上描点、作图带来误差.。
小灯泡的伏安特性曲线
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小灯泡的伏安特性曲线
小灯泡的伏安特性曲线是用來描述小灯泡特定工作條件下的特性的一種曲線,也即為小灯泡的電流-電壓的數學表示。
對於小灯泡的伏安特性曲线有兩個主要特征:線性特性和非線性特性。
當電壓大於電流時,小灯泡的伏安特性曲线呈線性,這表明小灯泡能充分地達到所需的輸入電壓和輸出電流。
当電壓小於電流時,小灯泡的伏安特性曲线呈著非線性,這表明電壓不足以提供足夠的電流,使小灯泡達到所需的功率級別,此時小灯泡將無法工作正常。
小灯泡的伏安特性受到許多因素的影響,這些因素各自可能對小灯泡的特性造成正或負的影響。
例如,溫度可影響小灯泡的伏安特性,當溫度升高時,小灯泡的伏安特性曲線將呈現出比一般更靠近線性的外觀,而當溫度降低時,小灯泡的伏安特性曲線則會變得更靠近非線性。
另外,時間也對小灯泡的伏安特性有影響。
由於小灯泡會因使用時間和次數而老化,因此其伏安特性會隨著時間而逐漸改變,尤其是在長時間工作時,小灯泡的伏安特性曲線會變成一條急劇低下的直線。
此外,小灯泡的材料也會影響它的伏安特性。
某種特定的材料可能具有更高或更低的電阻特性,以及更高或更低的耐久性。
在電路中,小灯泡的選擇對小灯泡伏安特性有重要影響,因此在選擇小灯泡時,必須對小灯泡材料及電路要求進行詳細分析,以確保小灯泡達到所需要的電流、電壓和功率要求。
实验7《测量小灯泡伏安特性曲线》实验
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实验目的:1.学习简单的电路连接2.掌握用伏安法测量电阻的基本法及其误差分析。
3.测定非线形带内阻的伏安特性。
实验原理:当一个电子元件接入电路构成闭合回路,其两端的电压与通过它的电流的比值即为该条件下电子组件的电阻。
若电子元件两端的电压与通过它的电流成固定的正比例,则其伏安特性曲线为一条直线,这类元件称为线性元件;而当电子元件两端的电压与通过它的电流不成固定的正比例时,其伏安特性曲线是一条曲线,这类元件称为非线性元件。
一般金属导体的电阻是线性电阻,其伏安特性曲线是一条直线。
电阻是电子元件的重要特性,在电学实验中我们经常要测量其大小。
在要求不是很精确的条件下,我们可以采用伏安法测电阻,即测出被测元件两端的电压U 和通过它的电流I,然后运用欧姆定律R=U/I,,即可求得被测元件的电阻R。
同时,我们也可以运用作图法,作出其伏安特性曲线,从曲线上求得电阻的阻值。
伏安特性曲线是直线的电阻称为线性电阻,否则则为非线性电阻。
非线性电阻的阻值是不确定的,只有通过作图法才能反映其特性。
用伏安法测电阻,原理和操作都很简单,但由于电表有一定的内阻,必然就会给实验带来一定的误差。
所以应采用相应的方法接入电表。
1.电表接法法一:电流表外接法法二:电流表内接法∵I> I X ∵U>U∴R测=U/I A<R x=U/I X ∴R测=U/I A<R x=U/I X故此接法用于测量小电阻故此接法用于测量大电阻由于小灯泡的电阻不大,故此采用法一。
2.滑动变阻器的两种接法为使小灯泡的电阻能从0开始连续变化,滑动变阻器应采用分压法。
3.电路图由于小灯泡伏安特性时,电流表用外接法,滑动变阻器用分压法,所以电路图为:4.小灯泡的伏安特性根据欧姆定律,R=U/I 。
但由于小灯泡的内阻会随温度的升高而变化,低温灯丝的电阻变化与温度升到较高的电阻变化不一样。
所以 应采用公式:U=KI n两边取自然对数 lnU=lnK+nlnIlnI=-nU nKln ln令y=lnI, x=lnU, B=-nK ln , A=n1 得y=B+Ax可采用最小二乘法。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线
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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
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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 。
1. 测量小灯泡伏安特性曲线
![1. 测量小灯泡伏安特性曲线](https://img.taocdn.com/s3/m/772215601eb91a37f1115c69.png)
描绘小灯泡伏安特性曲线1. 为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率。
实验所使用的小灯泡规格为“3.0V,8W”,电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
(1)准备使用的实物电路如题10-1图所示。
请将滑动变阻器接入电路的正确位置。
(用笔画线代替导线)(2)现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选_______Ω的定值电阻。
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除_______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题10-2图所示。
请指出图象中不恰当的地方。
答案:(1)(见右图) (2)10(3)电池(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.解析:探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小灯泡的电压从零开始逐渐增大,应该设计成分压电路。
电路中的电阻R1为保护电阻,应选10Ω的定值电阻。
测量结束后,应先断开开关,拆除电池两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大,小灯泡的电阻随电压的增大而增大,P随U2变化关系不是直线,应该把横坐标的标度取的大一些,图线为向下弯曲的,图线不应画为直线。
2.要测绘一个标有“3V,0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。
已选用的器材有:电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω):电流表(量程为0~250mA.内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V.内限约3kΩ):电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω, 额定电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)②实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)。
③实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。
如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为50Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是W。
测绘小灯泡的伏安特性曲线及U—I图象的物理意义
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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。
小灯泡的伏安特性曲线实验报告
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小灯泡的伏安特性曲线实验报告小灯泡的伏安特性曲线实验报告引言:伏安特性曲线是电器工程中常见的实验,通过对电器元件的电压和电流之间的关系进行测量和分析,可以得到该元件的伏安特性曲线。
本实验旨在通过对小灯泡的伏安特性曲线进行测量和分析,探究小灯泡的电阻特性以及其在电路中的应用。
实验材料和方法:实验所需材料包括小灯泡、电压表、电流表、直流电源以及导线等。
实验方法如下:1. 将小灯泡与电路连接,其中电压表并联在小灯泡两端,电流表串联在小灯泡的一端。
2. 调节直流电源的电压,从0V开始逐渐增加,同时记录电压表和电流表的读数。
3. 每隔一定电压间隔,记录相应的电流值,直至小灯泡熄灭。
实验结果:根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线图,可以得到如下结果:1. 在小灯泡未点亮时,电流几乎为零,随着电压的增加,电流逐渐增大。
2. 当电压达到一定值时,小灯泡开始点亮,此时电流急剧增加。
3. 随着电压的继续增加,小灯泡的亮度逐渐增强,电流也随之增大。
4. 在小灯泡达到最大亮度时,电流达到峰值,此时小灯泡的电阻最小。
5. 当电压继续增加,小灯泡的亮度开始减弱,电流逐渐减小。
6. 当电压达到一定值时,小灯泡熄灭,此时电流几乎为零。
讨论与分析:通过对小灯泡的伏安特性曲线进行分析,可以得到以下结论:1. 小灯泡的电阻特性:从伏安特性曲线可以看出,小灯泡的电阻随着电压的增加而减小,当电压达到一定值时,小灯泡的电阻最小。
这是因为在小灯泡点亮之前,灯丝的电阻非常大,所以电流几乎为零;而当电压增加到一定值时,灯丝开始加热,电阻减小,从而导致电流增大。
2. 小灯泡的亮度与电流的关系:从伏安特性曲线可以看出,小灯泡的亮度与电流呈正相关关系。
随着电流的增大,小灯泡的亮度也增强;而当电流减小时,小灯泡的亮度也随之减弱。
3. 小灯泡的工作范围:从伏安特性曲线可以看出,小灯泡只在特定的电压范围内工作,当电压过低或过高时,小灯泡将无法点亮或熄灭。
这是因为小灯泡的工作需要一定的电压和电流条件,只有在这个范围内,小灯泡才能正常工作。
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实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律.二、实验原理根据欧姆定律,在纯电阻电路中,电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系,即U-I图线是一条过原点的直线.但是实际电路中由于各种因素的影响,U-I图线就可能不是直线.用伏安法分别测出灯泡两端电压及流过的电流便可绘出U-I图线,其原理图如图2-3-6所示.三、实验步骤1.确定电流表、电压表的量程,为减小误差采用安培表外接法,按图2-3-6所示的原理电路图连接好实验电路.图2-3-62.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最小的位置,电路经检查无误后,闭合开关S.3.改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U,记入表格内,班级姓名学号断开开关S.4.在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流,横轴表示电压,用平滑曲线将各数据点连接起来,便得到伏安特性曲线.5.拆去实验线路,整理好实验器材.四、特别注意1.本实验要作出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.由于小灯泡电阻较小,故应采用电流表外接法.3.开关闭合前变阻器滑片移到接入电路中的阻值最小处.4.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,可在伏特表读数每增加一个定值时,读取一次电流值;调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压.5.所画线为曲线的原因是金属的电阻率随温度升高而变大.练习:1、有一灯泡上标有“6 V 0.1 A”的字样,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(0—5 V,内阻2.0 kΩ)B.电压表(0—10 V,内阻3.0 kΩ)C.电流表(0—0.3 A,内阻3.0 Ω)D.电流表(0—6 A,内阻1.5 Ω)E.滑动变阻器(30 Ω,2 A)F.滑动变阻器(100 Ω,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.(1)分析上表内的实验数据可知,应选用的实验电路图是图中的________(填“甲”或“乙”);(2)试分析所选实验电路图存在误差的原因1、两个电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图所示。
由图可知,两电阻的阻值之比R 1:R 2等于A .1:3B.3:1C. 1 :3D.3:12、测电池的电动势和内电阻的实验,下列所给几组器材可以达到实验目的的是( )A 、一只电流表和一只电阻箱B 、一只电压表和一只电阻箱C 、一只电流表和一只滑动变阻器D 、一只电压表和一只单刀双掷开关及两个不同的定值电阻 3、在描绘小灯泡的伏安特性曲线时,采用如图 所示的电路,实验中发现移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数变化而电压表的指针不动,下列原因可能的是 ( ) A .灯泡中灯丝已烧断 B .滑片接触不良C .灯泡内部短路D .滑动变阻器A 端接触不良 4、在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V ,内阻不计,A1、A2、A3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S 闭合后 ( )A .通过A 1的电流为通过A 2的电流的2倍B .A 1的电阻为7.5 ΩC .A 1消耗的电功率为0.75D .A 2消耗的电功率为0.375 W5、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡标有“3.8V 、1.14W ”字样;电压表V 量程5V ,内阻约为5kΩ;直流电源E 的电动势4.5V ,内阻不计;开关S 及导线若干;其他供选用的器材还有:电流表A 1量程班级姓名 学号250mA ,内阻约为2Ω;电流表A 2量程500mA ,内阻约为1Ω;滑动变阻器R 1阻值0-10Ω;滑动变阻器R 2阻值0-2kΩ。
为了使调节方便,测量的准确度较高:①实验中应选用电流表 ,滑动变阻器 。
②在虚线框内画出实验电路图。
③这个实验的系统误差是由 引起的,小灯泡电阻的测量值 真实值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
④由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图(1)所示,将本实验用的小灯泡接入图(2)所示的电路,电源电压恒为6V ,定值电阻R 1=30Ω。
电流表读数为0.45A ,此时小灯泡消耗的实际功率为 W 。
(不计电流表的内阻)。
6、一只小灯泡,标有“3V 、0.6W ”字样。
现用右下图给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R 1。
(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为12V ,内阻为1Ω;电流表内阻为1Ω,电压表的内阻为10k Ω)。
(1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用 (选填“内接”或“外接”)法。
滑动变阻器的连接方式应采用 (选填“分压式”或“限流式”)(2)将你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)画在左下方的虚线框中。
(3)用笔画线当导线,根据设计的电路图将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好)。
开始时,滑动变阻器的滑动触头应该移到最 端(选填“左”或“右”)。
(4)若小灯泡发光暗时的电阻为R 2,你根据所学的知识可判断出R 1与R 2的大小关系为:R 1R 2(选填“大于”、“等于”或“小于”)U /图(1) 图2练习:1.(1)如图7-4-4甲所示,在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,同组同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.图7-4-4(2)某同学从标称为“220 V 、25 W ”“220 V 、300 W ”“220 V 、500 W ”的3只灯泡中 任选一只,正确使用多用电表测量灯泡阻值如图7-4-4乙所示.该灯泡的阻值是______ Ω,标称的额定功率为______ W. 答案:(1)连线如图(2)160 25 2.(2010·浙江理综,21Ⅱ)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,某同学测得电流- 电压的数据如下表所示:(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线;(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系,已作出电阻随电流的变化曲线如图7-4-5所示;请指出图线的特征,并解释形成的原因.图7-4-5答案:(1)(2)电阻随电流增大存在三个区间,电阻随电流的变化快慢不同第一区间电流很小时,电阻变化不大;第二区间灯丝温度升高快,电阻增大快;第三区间部分电能转化为光能,灯丝温度升高变慢,电阻增大也变慢.3.(2011·武汉高三联考)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时,所用器材有:电动势为6 V的电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线.要求能测出尽可能多组数据.图7-4-6是没有连接完整的实物电路.(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)图7-4-6(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;(2)连好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表几乎不偏转,则故障的原因可能是__________________________________;(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2 V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________端滑动(选填“左”“右”);(4)通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了如图7-4-7所示的U-I图象.根据U-I图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是_____________________________________________W;(5)图线是曲线而不是过原点的直线,原因是______________.答案:(1)连线如图所示:(2)c段导线断路或灯泡损坏(3)右(4)0.5(5)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大4.一个标有“3.8 V,0.3 A”字样的小灯泡,其灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一探究性学习小组在实验室研究这一问题,现实验室备有以下实验器材:实验时要求测量范围尽可能大,且要求灯泡上的电压从0开始调节,测量结果尽可能准确.(1)现在有图7-4-8所示的a 、b 、c 、d 四个电路,其中可选用的电路有________.图7-4-8(2)在实验中,应当选用的实验器材有电压表________,电流表________,滑动变阻器 ________.(填器材名称代号)(3)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的I -U 图线,如图 7-4-9所示,试根据图线中给出的数据,求出小灯泡在工 作点A 和B 的电阻值分别为________、________.解析:(1)要求灯泡上的电压从0开始调节,因此滑动变阻器 要用分压式接法,a 、b 图错误,c 图中滑动变阻器上串联保 护电阻,因此,灯泡上的电压也不能从0开始连续调节,所 以应选d 图.(2)选取电表时,电表的量程要稍大于被测元件的最大值,因为灯泡标有“3.8 V ,0.3 A ”,因 此,电压表选择V 1;电流表选择A 1;滑动变阻器为分压式接法,应选总阻值较小的滑 动变阻器R 1.(3)根据R =U /I 得A 点电阻为6.3 Ω(结果为5.9~6.5 Ω都对);B 点电阻为10 Ω. 答案:(1)d 图 (2)V 1 A 1 R 1 (3)6.3 Ω 10 Ω 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.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7-4-10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,并说明如何改图7-4-9图7-4-10正.A.________________________________________________________________________;B.________________________________________________________________________.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7-4-12A.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,内阻为________ Ω(取2位有效数字).解析:①因为灯泡两端的电压要从0 V开始调节,故只能采用分压电路.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.③因为电池组的电动势与内电阻恒定,故对应的U-I图线应为直线.在两灯泡的伏安特性曲线Ⅰ与Ⅱ上分别选取电流对应为0.30 A与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2.7 Ω.答案:①分压②A.电键S不应闭合,应处于断开状态B.滑动变阻器滑动触头P位置不当,应将其置于b端③A.路端电压U与电流I的关系曲线见下图.B.4.6 2.7。