小灯泡伏安特性曲线
描绘小灯泡伏安特性曲线PPT课件
金属导体的电阻随温度升高而增大
.
3
据部分电路的欧姆定律知，定值电阻R两端的电 压U与电流I成正比，即U=IR，其I—U图线是一条过
原点的直线。由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的 升高而增大，其电阻也随着温度的升高而增大，故 小灯泡的伏安特性曲线应为曲线。
I/A
O
U/V
.
4
2.【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起来． 2．电流表外接：因为小灯泡的电阻很小， 如果电流表内接，误差明显较大； 滑动变阻器采用分压式接法，使电压能从零 开始连续变化．
线，对误差较大的点应当舍弃. 为。
12
例1、某同学在做测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中得 到如下一组U和I的数据
编号
1
U/V
0.20
I/A
0.020
发光情况
2 0.60 0.060
不亮
3 1.00 0.100
4 1.40 0.140 微亮
5
6
1.80
2.20
0.170
0.190
逐渐变亮
7
8
2.60
I/A
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
0
..
.
..
....
...
..
U/V
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 2.8
(4) 拆除电路，整理仪器。
.
9
6.【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．(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．
探究小灯泡的伏安特性曲线
探究小灯泡的伏安特性曲线
实验目的：
描绘小灯泡的伏安特性曲线（I-U曲线），探究小灯泡的电阻变化规律。
实验原理：
由于小灯泡钨丝的电阻随温度而变化，因此可利用它的这种特性进行伏安特性研究。
实验中小灯泡的电阻等于灯泡两端的电压与通过灯泡电流的比值。
改变小灯泡两端的电压，测出相应的电流值，可以得到小灯泡的电阻、电流与外加电压的关系。
实验器材：
电池、滑动变阻器、小灯泡、电压表、电流表、开关、导线若干
实验步骤：
1.连接实验实验电路
2.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S。
4. 拆除电路，整理仪器。
数据处理：（画出伏安特性曲线）
1.在坐标纸上以U为横轴，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。
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。
实验结论：
I-U曲线不是一条过原点的直线，小灯泡的电阻是随着电压的升高而逐渐增大的。
受电阻变化的影响，所以电流与电压的变化不是线性关系，I-U曲线不是一条过原点的直线。
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。
小灯泡伏安特性曲线
六、伏安特性曲线分析 ①怎样确定I－U图线上某点的电阻？
任意一点与原点连线的斜率表示该点的电 阻的倒数，斜率越小，电阻越大。
I
R U I
②小灯泡的I－U图线为什么不是直线？
U
因为随着电流的增大，小灯泡的实际功率增大，温度升高，电 灯丝的电阻(电阻率)增大，因此，灯丝电阻并不是一个定值，电 流与电压成正比在此并不适用．
七、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，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、作图带来操作误差．
电压表读数：1.88V
电流表读数：0.83V
②最小分度为“2”、“5”的，估读到本位。 如，量程为0~0.6A，0~15V的电流表和电压表最小刻 度分别为0.02A，0.5V，分别估读到0.01A，0.1V。
如右图，量程为15V的电压表，若指针在 两条刻度线中间的某个位置，则可根据 指针靠近两刻度线的程度，分别读作 10.1V，10.2V或10.3V，或10.4V，即使 指在正中央，也不能读作10.25V。
电压表读数：9.4V
电流表读数：0.16V
0~3V档的最小分度是 0.1V 0~15V档的最小分度是 0.5V 电压表0~3V档读数为 1.90V
0~0.06A档的最小分度是 0.02A 0~3A档的最小分度是 0.1A 电流表0~0.6A档读数为 0.18A 0~3A档读数为
0~15V档读数为
9.5V
东莞中学物理科
测小灯泡伏安特性曲线实验
一、实验目的
1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．
2．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律．
二、实验原理
小灯泡伏安特性曲线
误差 比较法 计算法
偏小
Rx RVRx RV R A来自偏大Rx R A
Rx RV R A
试触法
电压表变化大
电流表变化大
二 必备技能
2.1 滑动变阻器的限流接法和分压接法
电路的组合形式
外接 限流
内接 限流
外接 分压
内接 分压
2.2 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2.1.1 实验目的
(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线; (2)分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律.
2.1.2 实验原理
2.1.4 实验步骤
(1)采用滑动变阻器采用分压式接法,电流表外接法,按下图所示连 接好实验电路;
2.1.5 数据处理
次数
数据
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电 压 电 流
I/A
O
U/V
2.1.6 误差分析
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。
7实验八 描绘小灯泡的伏安特性曲线
(1)为了使实验误差尽可能小,应选用的电流表是 ,电压表是 .
(2)若该同学已正确选用器材,并连接好部分实验
电路.如图2所示,请在图中完成其余的电路连接, 要求小灯泡两端的电压能在 0~2.5 V范围连续变 化,且尽可能减少实验误差.
图2
(3)该同学在正确完成实验后得到如图3所示的伏安 特性曲线,他从图线中得到“通过小灯泡的电流随电
图10
现有器材:直流电源E(电动势4.5 V,内阻不计);电 压表V(量程4.5 V,内阻约为4×104 Ω );电流表A1
(量程250 mA,内阻约为2 Ω );电流表A2(量程500 mA,
内阻约为1 Ω ),滑动变阻器R(最大阻值约为30 Ω ), 电键S,导线若干. 如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选 用的电流表是 ,上面两个电路应该选用的
【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. 【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1所示电路.
图1
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的位置,测出12组不同的
(4)小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时,小灯
泡的最大电阻是 (保留三位有效数字). (5)通过小灯泡的电流等于零时,小灯泡的电阻约为 Ω. Ω ,最大电功率是 W
答案
(1)如下图所示
(2)如下图所示
(3)6.25
10.79
随着电压的增大,通过小灯泡的
高考实验专题：描绘小灯泡伏安特性曲线--解析版
描绘小灯泡伏安特性曲线—解析版1.〔2021全国理综I〕某同学探讨小灯泡的伏安特性，所运用的器材有：小灯泡L〔额定电压3.8V，额定电流0.32A〕：R〔阻值1000ΩΩ〕；电源E〔电动势5V，内阻不计〕；开关S；电压表V〔量程3V，内阻3kΩΩ〕;固定电阻导线假设干。
〔1〕试验要求能够实现在0~3V的范围内对小灯泡的电压进展测量，画出试验电路原理图。
〔2〕试验测得小灯泡伏安特性曲线如图〔a〕所示。
〔1〕由试验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________〔填“增大〞“不变〞或“减小〞〕，灯丝的电阻率______〔填“增大〞“不变〞或“减小〞〕。
EΩ〕和题给器材连接成图〔b〕所示的电路。
调整滑动变阻器R的阻值，可以变更小灯泡的〔2〕用另一电源实际功率。
闭合开关S，在R的变更范围内，小灯泡的最小功率为_____W，最大功率为_______W.〔结果均保存两位小数〕【参考答案】〔1〕电路如图〔2〕当滑动EΩ〕的伏安特性曲线，如图中曲线II所示，与小灯泡变阻器接入电路中的电阻为零时，在图〔a〕中画出电源伏安特性曲线的交点即为电路工作点，该点纵横坐标值的乘积等于小灯泡的最大功率，最大功率为P max=UI=3.62×0.318=1.17W。
2．〔2021广西五市考前联考〕在“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞的试验中，需测量一个标有“3V ，1.5W 〞灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材： 直流电源〔电动势3.0V ，内阻不计〕电流表1A 〔量程3A ，内阻约0.1Ω〕 电流表2A 〔量程600mA ，内阻约5Ω〕 电压表1V 〔量程3V ，内阻约3kΩ〕 电压表2V 〔量程15V ，内阻约200kΩ〕滑动变阻器1R 〔阻值0~10Ω，额定电流1A 〕 滑动变阻器2R 〔阻值0~1kΩ，额定电流300mA 〕〔1〕在该试验中，电流表应选择_________〔填“1A 〞或“2A 〞〕，电压表应选择________〔填“1V 〞或“2V 〞〕，滑动变阻器应选择________〔填“1R 〞或“2R 〞〕〔2〕某同学用导线a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 连接成如图甲所示的电路，假设用该电路测得灯泡的工作电压U 和电流I ，依据UR I计算此时灯泡的，那么灯泡电阻的测量值________真实值〔填“大于〞、“等于〞或“小于〞〕。
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 。
第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
次数 1
2
3
4
5
6
7
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70
I/mA 80 155 195 227 255 279 310
请你根据表中实验数据 在如图所示坐标系中作 出灯泡的 U-I 图线。
(3)由图像得出该灯泡的额定电压应为________ V；这一结果大于 1.22 V，其原因是 ______________________________________________________________。 解析：(1)根据 P＝I2R，估算出灯泡的额定电流大约是 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，因此滑动变阻器应采用分压式接法，所以应选阻值较小的 R1； 小灯泡电阻较小，电流表应外接。原理图如图甲所示。
变阻器应采用分压式接法。 3．闭合开关 S 前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为 0 的一端，使开
关闭合时小灯泡的电压能从 0 开始变化，而且实验过程中不要超过其额定电压。 七、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，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。
第 5 讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
一、实验目的 1．描绘小灯泡的伏安特性曲线。 2．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。 二、实验原理
如图(a)、(b)所示，测小灯泡的电流、电压时，因为小灯泡的电阻较小，电流 表内接会使测得的电压误差太大，所以使用电流表外接法。该实验要求测量的 电压和电流范围大，从电压为 0 开始测数据点，故滑动变阻器采用分压接法。
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实验七:描绘小灯泡的伏安特性曲线的伏安特性曲线额定电流为0.32 A),1. (2016·泰州中学)某同学做描绘小灯泡(额定电压为V 实验,有下列器材可供选用:)内阻3 kΩ(A. 电压表V0~3 V,1 15 kΩ)~B. 电压表V(015 V,内阻1Ω)6 AC. 电流表A(0~0.,内阻约115 kΩD. 定值电阻R=1 kΩ定值电阻E. R=15 2)F. 滑动变阻器R(10 Ω,2 A G. 学生电源(直流6 V,内阻不计) H. 开关、导线若干选阻用,定值电所更(1)为了使测量结果加准确,实验中用电压表应选)?.(用均用序号字母填写请在方框内画出满足实验要求的电,)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据(2 路图.(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图所示,将两个这样此时每个小灯泡的发热功率为的电源串联,的小灯泡并联再与电动势4 V内阻为10 ΩW.(结果取两位有效数字)?2. (2016·盐城中学)某同学采用图(a)所示实验电路来描绘额定电压为12 V的小灯泡伏安特性曲线.(1)将图(b)的实物图连接完整. (2)某次实验时,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没.?:经检查所有电路连线及仪器都完好,则可能原因是.有示数,直到接近b端时示数急剧增大W,则灯泡的额定功率为.(保留两位有效数所示若描绘出的伏安特性曲线如图(3)(c)字)?则灯泡的实际功率为内阻2 Ω,的电源串联,若将两盏这样的灯泡先并联再与电动势)(4 12 VW.(保留两位有效数字)?(a)图(b)图(c)图提供的实验”小灯泡的伏安特性曲线,0.4 A. (2015·南通一模)小张和小明测绘标有“V3器材有:)内阻约4 V,ΩA. 电源E(),内阻为2 kΩB. 电压表V(2 V )内阻约Ω电流表A(0.6 A,C.10 Ω)(D. 滑动变阻器R0~ kΩ)kΩ,R=5 R三个定值电阻E. (R=1 kΩ,=2 321 F. 开关及导线若干.他将电压表进行了改装电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,(1)小明研究后发现,填“串联”与电压表(在给定的定值电阻中选用””或“”(填“R“RR)312或“并联”),完成改装.?(2)小张选好器材后,按照该实验要求连接电路,如图所示(图中的电压表已经过改装).闭合开:分别是,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,关前;?①.? ②(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能(填图中表示导线的序号变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线)出现(了填“短路”或“断路”).?4. (2015·泰州一模)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:500mA)(A. 待测小灯泡6V内阻约Ω)0.6A B. 电流表A(0~内阻2kΩ)~3V C. 电压表V(0100mA)1kΩ D. 滑动变阻器R(0~11.5A)(R0~5ΩE. 滑动变阻器2F. 电阻箱R(0~Ω)3G. 直流电源E(约6V,内阻不计)H. 开关S,导线若干kΩ9V,与它串联的电阻箱的阻值应为.? (1)将电压表量程扩大为(滑动变阻器应选用图甲中画出了实验的部分电路,请你补全电路图;填“R)(2”或1“R”).? 2甲则电路中出间变化,P3)实验中,变阻器滑片在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在~(?现的故障可能是? .则常温下灯丝的电阻通过实验描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,4)排除故障后,(则将该小灯泡与电阻增大约为常温下电阻的万分之八,若灯丝温度每升高为1℃,Ω.保留两位有效数5Ω一电动势为6V、内阻为的电池组连接时,灯丝的温度约为(℃.?字)乙则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的,5)若电压表V的实际阻值小于(2kΩ.?(填“上方”或“下方”)他们设计了如图所示的电,Q的伏安特性曲线一实验小组准备探究元件(2014·苏州一模)5.:.请回答下列问题路图请将图中的实物连线按电路图补充完整. (1(填“大于”,)考虑电表内阻的影响该元件电阻的测量值“等于”或“小于”)真2(实值.?(3)在电路图中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能(填“a”“b”“c”.使电压表的示数调为零原因可能是图中的“d”“e”或“f”)处接.?触不良.请在坐标纸上作出该元件的I-U图线.组数据(4)实验测得表格中的7 A/电流序号电压/V12 34567乙同学.由I、U,R=求得I-U (5)为了求元件Q在图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标(填“甲”或“乙”其中k作出该点的切线,求出切线的斜率,由R=求得.)同学的方法正确.?6. (改编)光伏太阳能电池在没光照和没储存电能时它相当于一个电学原件,当有光照时它相当于一个电源.那么光伏电池在这两种状态下的伏安特性曲线是否一样呢?兴趣小组的同学于是设置了如下实验:实验一、没光照和没储存电能的情况下:(1)为测没光照和没储存电能的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,请将图甲所示的电路图连成一个完整的实验电路图.(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙所示的I-U图象.由图可知,当电压为Ω.(=太阳能电池的电阻约为时V,r保留一位有效数字)?1甲．乙丙丁:实验二、在充足的光照情况下该实验小组设计了如图丙所示的为测有充足光照的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,(3)用一弱光,aU-I曲线,再减小实验中光的强度,电路图调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的当滑动变阻器的电阻为某值时.,若曲线a的路端电压为U重复实验,测得-I曲线b,如图丁所示WP=.(计算结Ω;曲线则滑动变阻器的测量电阻为V.b外电路消耗的电功率为R=果保留两位有效数字)?实验七:描绘小灯泡的伏安特性曲线(3) ~均可) 1 A D(2)如图所示(.1由电表改装可知,的电压表5 V与定值电阻改装成,A电压表应选,为了测量准确)1(】解析【．定值电阻为R=kΩ=3 kΩ,故选D.(2)由于电压从0开始,所以滑动变阻器采用分压接法,由于小灯泡电阻较小应采用外接法,电路图见答案图.(3)作出图线U=E-2rI=4-20I,如图所示交点电压U= V,电流I=0.16 A,热敏电阻消耗的电功率P=UI= W.2. (1)如图(2)滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻)(3 ))均正确(4,滑动的过程中a向b)某次实验时,滑动变阻器的滑片从【解析】(1)实物连线见答案图.(2经检查所有电路连线.b端时示数急剧增大,发现电压表和电流表原来几乎没有示数直到接近描绘出的伏安特性曲线图3)及仪器都完好,则可能原因是滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻.(由) W.(4=,则灯泡的额定功率为P=UI=12×W A,可知额定电压为12 V时对应的电流为0.55电流10 V,图线与小灯泡伏安特性曲线的交点,对应电压为12,作出U=-4I+12I+E=U+2rI,即U=-4 . W= W.050 A,所以实际功率为10×为R (1)3. b置于电流表内接处滑片P串联2()2断路(3) 8 )(22 V可以把量程电压表改装成4 V量程电压表.和电压表串联)】【解析(1 用定值电阻R,2,;滑动变阻器分压式接法时故采用电流表外接法<小灯泡正常发光时的阻值为ΩΩ,,Ω=由=Ω,移动滑动变阻器的滑片)3(.处a滑片应置于,闭合开关前应使小灯泡两端电压从零开始调节．电压表和电流表有示数,但均不能变为零,说明滑动变阻器是限流式接法,可能是导线8出现断路.R电路如图2)1) 4 (4. (210 5 ×(4)(3) ac间断路33下方10)(5~×【解析】(1)电压表量程扩大为原来的3倍,总电阻就应为原来的3倍,故串联的电阻箱的阻值为4 kΩ.(2)灯泡正常发光时电阻为12 Ω,根据=Ω>12 Ω,说明灯泡是小电阻,采用电流表外接法.滑动变阻器分压式接法时应选用阻值小的,故选R.(3)小灯泡两端电压不能从零开始调节,2说明滑动变阻器是限流式接法,故障可能为ac间断路.(4)由伏安特性曲线看出在电压小于V时图线可近似看成直线,故常温下小灯丝电阻近似为= Ω=5 Ω.将小灯泡与电池组相连接,小灯泡两端电压和电流满足E=U+Ir,代入数据为6=U+5I,在图乙中画出该表达式对应图线,与伏安特性曲线交于V,0.40 A)这一点,根据欧姆定律知此时灯泡电阻为10 Ω.灯泡电阻常温下的万33℃.(5)若电压表实际阻值小于2 kΩ℃灯丝温度为=×10,℃≈×10改装串联分之八为5×Ω= Ω,4 kΩ后量程将小于9 V,实验时电流一定,电压表的示数偏大,实际曲线应在所画图线的下方.(5)见解析甲) f (4)5. (1)图见解析(2)小于3(【解析】(1)根据电路图,连接实物,如图所示.(2)由图知,电流的测量偏大,根据R=知,电阻的测量偏小,即小于真实值.(3)无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零,是因为滑动变阻器是限流式接法,故是导线f 断路.(4)描点画图,如图所示.(5)根据欧姆定律电阻应等于割线的斜率R=,切线的斜率不等于电阻,所以甲同学的方法正确.10 ×见解析图(2)).6(1 533-××1010)(3故滑动变压器在电路中做分压,从图象乙可看成电压表的读数是从零开始测起)1(】解析【．器使用,所连的实物图如图所示.(2)由图乙所示图象可知,当电压小于V时,电路电流很小,几乎为零,由欧姆定律可知,太阳能电池的电阻很大;由图乙所示图象可知,当电压为V时,电流I= mA,则太阳能电池的电阻为3Ω.(3)由图丁所示曲线可知,路端电压为U= V时电路中电流为I=210 μA==×r10,即为强光照111射时的工作点,连接该点和坐标原点,如图所示,此直线为此时对应的外电路电阻的U-I图线.由3Ω.由所作的伏安特性曲线可知在曲线R==×10b条件下此欧姆定律可知此时外电路的电阻为-5W. ,U时外电路的电压为= V故此时外电路消耗的功率为P==×102。