测定小灯泡的伏安特性曲线

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2.3测量小灯泡的伏安特性曲线电路的选择

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

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

打开开关，逐渐调节滑动变阻器，观察小灯泡的亮度变化。
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》
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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：测定小灯泡的伏安特性曲线(刘玉兵)

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___

实验：测定小灯泡的伏安特性曲线正式文档精选全文完整版

安培表采用“外接法”. 可使测出的小灯泡的电压、电流更准确。
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。
实验器材
小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键、导线
实验步骤
(1) 按照如图所示的电路图连接成实验电路（安培表外接，变阻器用分压式，开关处于断开状态，变阻器触头位于电压表读数为零处）。
一、电阻的测量
伏安法
用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，
RU I
一、电阻的测量伏安法测电阻的两种电路
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫
“外接法”
V
A R
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫
“内接法”
V
A R
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．
电流表内接法
电压表示数
UV U R U A U R
V
电流表示数
IA IR
R测
UV IA
>
R真
UR IR
A R
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电
路适合测量大电阻，即
R R A
电阻的测量
伏安法测电阻
外接法
பைடு நூலகம்
误差来源伏特表的分流
测量结果 R真＞R测
图
测得Rx的误差较100小0Ω,测量值Rx=
.
V
Rx
A
(a)
V
Rx
A
(b)
例5：为了测绘小灯泡的伏安特性曲线，下列实物连

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。

实验：小灯泡伏安特性曲线高中物理

实验八：测绘小灯泡的伏安特性曲线1.图7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2.5 V.图7(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，______________；②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，__________；③断开开关，……根据实验数据作出小灯泡的伏安特性曲线.(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.答案(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录多组电流表和电压表的读数，直至电压达到其额定电压(2)见解析图解析(1)滑动变阻器为分压式接法，闭合开关前，应使小灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱.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，记录多组电流表和电压表的读数，直至电压达到小灯泡的额定电压.(2)与实物电路相应的电路图如图所示.2.有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法测绘这个小灯泡的U－I图线，有下列器材供选用：A.电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)B.电压表(0～10 V，内阻20 kΩ)C.电流表(0～0.3 A，内阻1 Ω)D.电流表(0～0.6 A ，内阻0.4 Ω)E.滑动变阻器(5 Ω，10 A)F.滑动变阻器(500 Ω，0.2 A)(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________.(用字母表示)(2)为使实验误差尽量减小，要求小灯泡两端的电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用________(用字母表示).(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图9所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.图9答案 (1)A D (2)E (3)见解析解析 (1)因小灯泡的额定电压为4 V ，为了保证安全，选用的电压表量程应稍大于4 V ，但不能大太多，量程太大则示数不准确，故只能选用0～5 V 的电压表，故选A.由P ＝UI得，小灯泡的额定电流I ＝P U＝0.5 A ，故应选择0～0.6 A 量程的电流表，故选D. (2)由题意可知，小灯泡两端的电压要从零开始变化且多取几组数据，故只能采用滑动变阻器的分压式接法，而分压式接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E.(3)小灯泡内阻R ＝U 2P＝8 Ω，小于R 0＝R V R A ，故采用电流表外接法，故电路图和实物电路图如图所示.3.在研究规格为“6 V 3 W ”的小灯泡的伏安特性曲线的实验中，要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大.实验提供的电流表量程为0.6 A 、内阻约1 Ω ，电压表量程为10 V 、内阻约20 kΩ.(1)下列实验电路图，最合理的是________；(2)小灯泡接入电路前，某同学使用如图11所示的多用电表欧姆挡直接测量小灯泡的电阻，应将选择开关旋至________挡(填“×1”或“×10”).图11(3)某同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图12所示，则小灯泡的电阻值随温度的升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”).实验过程中，小灯泡消耗的功率为0.6 W时，小灯泡两端的电压是________V.图12答案(1)甲(2)×1(3)增大 2解析(1)实验要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大，故滑动变阻器应选分压式接法，小灯泡的内阻较小，电流表应采用外接法，选甲图；(2)小灯泡的电阻较小，欧姆挡选“×1”挡即可；(3)由于图线向上弯曲，图线上的点与原点连线的斜率增大，故小灯泡的电阻值随温度的升高而增大.由图线可得小灯泡消耗的功率为0.6 W时，小灯泡两端的电压是2 V.4．一只小灯泡，标有“3 V,1.5 W”的字样．现要描绘小灯泡0～3 V的伏安特性曲线．实验器材有：A．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器B．电动势为6 V、内阻约为1.0 Ω的电源C．量程为0.6 A、内阻约为1.0 Ω的电流表A1D．量程为3 A、内阻约为0.1 Ω的电流表A2E．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V1F．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V2G．开关、导线若干(1)电压表应选用________；电流表应选用________．(将选项代号的字母填在横线上)(2)在该实验中，设计了如图1所示的四个电路．为了减小误差，应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上)．图1(3)以下是该实验的操作步骤：A．将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路；B．调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大；C．闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数(U1，I1)，移动滑动变阻器的滑片，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组数据；D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线．指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改．解析(1)因为小灯泡的额定电压为3 V，故电压表选E；小灯泡的额定电流I＝PU＝1.53A＝0.5 A，故电流表选C.(2)小灯泡在额定电压下的电阻R＝UI＝6Ω，由于R VR>RR A，故电流表外接．描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分压式接法，选C.答案(1)E C(2)C(3)步骤B不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零；步骤D有错，应为按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来．5．有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU 图线，现有下列器材供选用：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0.4 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻1 Ω)E．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，允许最大电流为2 A)F．滑动变阻器(最大阻值为500 Ω，允许最大电流为1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图2甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验，其理由是：_________________________________________________________________.(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)图2解析(1)因实验目的是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，故采用甲图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．(2)因小灯泡额定电压为4 V,0～15 V的量程太大，读数误差大，所以电压表选0～5 V的A；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电阻8 Ω，调节不方便，故应选滑动变阻器E；又因R V R A>R2x，所以电流表应外接．答案(1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)AD E6．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，内阻约为0.1 Ω；电流表A2，量程0.6 A，内阻r2＝0.2 Ω；电压表V，量程3 V，内阻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，阻值范围0～10 Ω；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干．①甲同学设计了如图5(1)所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图(2)所示，此时L的电阻为________Ω.图5②乙同学又设计了如图10a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.③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6b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．图6解析 ①电压表的示数U ＝2.30 V ，所以灯泡的电阻R L ＝U I ＝2.300.46 Ω＝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＝39×3 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，则电压表的量程为4.0 V ，电流表的量程为0.7 A ，因此将电压表V 与标准电阻R 2串联改装为量程为4.0 V的电压表，将电流表A 2与标准电阻R 1，并联改装量程为0.6 A ＋0.6×0.21 A＝0.72 A 的电流表．故虚线框内实验电路如下图所示．答案 ①5 ②4 ③如解析图所示7 二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性.某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA.(1)该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断____ (填“左”或“右”)端为二极管的正极.(2)实验探究中他们可选器材如下：A.直流电源(电动势3 V，内阻不计)B.滑动变阻器(0～20 Ω)C.电压表(量程15 V、内阻约80 kΩ)D.电压表(量程3 V、内阻约30 kΩ)E.电流表(量程0.6 A、内阻约1 Ω)F.电流表(量程50 mA、内阻约50 Ω)G.待测二极管H.导线、开关为了提高测量精度，电压表应选用________，电流表应选用________.(填序号字母) (3)实验中测得的数据如下表，请在图3坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.电流I/mA000.2 1.8 3.98.614.021.833.550.0 电压U/V00.500.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50图3(4)同学们将该二极管与阻值为100 Ω的定值电阻串联后接到输出电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为________ W.解析(1)调到欧姆挡时，在多用电表的内部，电源的正极是接在黑表笔上，负极是接在红表笔上；(2)电源电压只有3 V，所以电压表选D；二极管允许通过的最大电流为50 mA，所以电流表选F.(4)在图中画出阻值为100 Ω的定值电阻的伏安特性图象，从图中找出两图象电流相同且电压之和等于3 V时的电流值大约是13 mA，则R的功率P＝I2R≈0.017 W.答案(1)左(2) D F(3)伏安特性曲线如图所示(4)0.017(在0.015～0.019范围内均可)8.某同学查阅相关资料得到直流电动机转动时的U －I 特性曲线，如图10甲所示，该同学利用图乙所示的实验电路研究该直流电动机的转动情况，电路中使用恒压电源(输出电压值固定)，R 1是定值电阻(阻值为15 Ω)，R 2是滑动变阻器，是理想电流表，实验操作步骤如下：图10 (1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器R 2，使其接入电路中的阻值________.(选填“最大”或“最小”)(2)先闭合开关S 1，开关S 2保持断开，此时电流表的示数为0.6 A ，则恒压电源输出电压为________V.(3)再闭合开关S 2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8 A ，直流电动机实际消耗的电功率为________W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω.答案 (1)最大 (2)9 (3)3.84 4.83解析 (2)电源输出电压：U ＝IR 1＝0.6×15 V ＝9 V.(3)电动机的输入电流I M ＝I －I 1＝1.2 A.由电动机的U －I 特性曲线可知，此时电动机的电压为U M ＝3.2 V ，所以P ＝U M I M ＝3.84 W ，R 2＝U －U M I M≈4.83 Ω.。

实验：小灯泡的伏安特性曲线1

实验8测绘小灯泡的伏安特性曲线1．在测绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图7－4－7所示电路，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()图7－4－7A．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端接触不良解析：选C.由题图知若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断点，故A错．若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B 错．若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数均变化，故D错．若灯泡内短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，动滑片时，只有电流表指针变化，故选C.2．(2009年高考天津卷)为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图7－4－8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，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是()图7－4－8图7－4－9解析：选C.由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，则在U－I图象中斜率应逐渐增大，故C正确．3．测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验电路如图7－4－10所示，所用小灯泡的额定电压是3.8 V．关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是()图7－4－10A．系统误差主要是由电压表的分流引起的B．系统误差主要是由电流表的分压引起的C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的D．系统误差主要是由读数时的估读引起的解析：选A.由于小灯泡的电阻比较小，所以采用电流表外接的方法．此时电压表的测量值是准确的，但是电流表的测量值和真实值相比要大，原因是电压表分流．4．在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材：A．小灯泡(3.8 V,1.5 W)B．直流电源(电动势4.5 V，内阻约0.4 Ω)C．电流表(量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω)D．电压表(量程0～5 V，内阻约5000 Ω)E．滑动变阻器R1(0～5 Ω，额定电流2 A)F．滑动变阻器R2(0～50 Ω，额定电流1 A)G．开关一个，导线若干如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图7－4－11所示的四个电路中的________，应选用的滑动变阻器是________．图7－4－11解析：由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量，所以滑动变阻器应选用分压式，分压式接法适用于测量较大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比)，由于R1<R L，选用R1时滑片移动时，电压变化明显，便于调节．又小灯泡的电阻约为R L＝9.6 Ω，R V/R L>R L/R A，所以安培表应该选用外接法．答案：丙R1(或E)5．(2011年永嘉中学高三质检)图7－4－12甲是某实验小组测定电阻约为10 Ω的小灯泡的伏安特性曲线的电路图，图乙是他们按照图甲所示的电路在实物上连线的示意图，教师检查发现有一根导线的一端接错了地方，请你在图乙中的这根连线上画上“×”并直接在图。

小灯泡伏安特性曲线实验报告范文.doc

小灯泡伏安特性曲线实验报告范文篇一：《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（6。

3V、0。

15A）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。

实验7《测量小灯泡伏安特性曲线》实验

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

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。

1. 测量小灯泡伏安特性曲线

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

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。

测定小灯泡的伏安特性曲线

2.3测量小灯泡的伏安特性曲线电路的选择

实验一 测小灯泡伏安特性曲线

测绘小灯泡的伏安特性曲线

第四讲实验八：测绘小灯泡伏安特性曲线

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