实验测绘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》
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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。
实验：测绘小灯泡伏安特性曲线(基础、简洁篇)
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
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___
测绘小灯泡的伏安特性曲线及U—I图象的物理意义
一 【2 】.测绘小灯泡的伏安特征曲线1．试验道理(1)测多组小灯泡的U .I ,并绘出I －U 图象;(2)由图线的斜率反应电流与电压和温度的关系．2．试验器材小灯泡“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．试验步骤(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.开关用导线衔接成如试验道理图乙所示电路． (3)测量与记载移动滑动变阻器触头地位,测出12组阁下不同的电压值U 和电流值I ,并将测量数据填入本身设计的表格中． (4)数据处理①在坐标纸上以U 为横轴,I 为纵轴,树立直角坐标系． ②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．③将描出的点用腻滑的曲线衔接起来,就得到小灯泡的伏安特征曲线．4．试验器材拔取(1)原则：①安全;②精确;③操作便利． (2)具体请求①电源许可的最大电流不小于电路中现实最大电流．干电池中电流一般不许可超过0.6A. ②用电器的额定电流不能小于经由过程该用电器的现实最大电流． 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从便于操作来斟酌,限流式接法要选用与待测电阻邻近的滑动变阻器,分压式接法要选用小阻值滑动变阻器．5．纪律办法总结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上电压的调节规模RER＋R0≤U≤E0≤U≤E负载R上电流的调节规模ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER2.两种接法的实用前提(1)限流式接法合适测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻比拟相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．(2)分压式接法合适测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．3．留意事项(1)电流表外接法：本试验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,是以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：本试验要作出U－I图象,请求测出多组包括零在内的电流.电压值,故掌握电路必须采用分压式接法．(3)破坏元件安全：为破坏元件不被销毁,开封闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处,加在小灯泡两头的电压不要超过其额定电压．4．误差剖析(1)因为电压表不是幻想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,因为电压表的分流,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某进修小组的同窗拟探讨小灯泡L的伏安特征曲线,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;标准电阻R1,阻值1Ω;标准电阻R2,阻值3kΩ;滑动变阻器R,阻值规模0～10Ω;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干．①甲同窗设计了如图1甲所示的电路来进行测量,当经由过程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乙同窗又设计了如图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进修小组以为要想更精确地描写出L 完全的伏安特征曲线,须要从新设计电路．请你在乙同窗的基本上应用所供器材,在图3所示的虚线框内补画出试验电路图,并在图上标明所选器材代号．答案①5②4③看法析图解析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,依据串联分压,当电压表V 的示数为3V 时,R 2两头的电压U 2＝UV rV R 2＝39000×3000V ＝1V,所以灯泡两头的电压U ′＝U V ＋U 2＝(3＋1) V ＝4V.③要想更精确地描写出L 完全的伏安特征曲线,则电压表的量程应变为4.0V,电流表的量程应变为0.7A,是以将电压表V 与标准电阻R 2串联改装成量程为4.0V 的电压表,将电流表A 2与标准电阻R 1并联改装成量程为0.6A ＋0.6×0.21A ＝0.72A 的电流表．故虚线框内试验电路如图所示．例2物理兴致小组的同窗们从试验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75W,额定电压值已隐约不清．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,然后依据公式盘算出该灯泡的额定电压U＝PR＝2×0.75 V＝1.22V．他们疑惑所得电压值不精确,于是,再应用下面可供选择的试验器材设计一个电路,测量经由过程灯泡的电流和它两头的电压并依据测量数据来绘灯泡的U－I图线,进而剖析灯泡的额定电压．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)鄙人面所给的虚线框中画出他们进行试验的电路道理图,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)在试验进程中,该同窗将灯泡两头的电压由零迟缓地增长,当电压达到1.23V时,发明灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发明灯泡已过亮,便立刻断开开关,并将所测数据记载鄙人边表格中.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;这一成果大于1.23V,其原因是____________ ____________________________________________________________．解析(1)依据P＝I2R,估算灯泡的电流大约是600mA,是以电流表应选A2;本试验要描写出灯泡的U－I图线,须要测量多组数据,是以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,再联合图象可知U额＝2.5V;大于1.23V的原因是因为灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．答案(1)电路道理图如图所示A2R1(2)看法析图(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纪律具有直不雅.形象.轻便.具体等明显长处,应用图象剖析评论辩论某些物理问题不仅可以避免公式法繁锁的数字盘算,并且可以对物理概念和物理纪律懂得加倍深入.现对U—I图象作出剖析.一.U—I 图象的物理意义在电动势ε和内电阻r固定的电源两头接一阻值为R的纯电阻用电器,构成一闭合电路,如图1所示,若用U 表示闭合电路的路端电压,I表示经由过程电源的电流强度,则有以下纪律：U=IR,U=ε－Ir 在U —I 坐标系上分离画出以上函数的图象,即直线OP 和AB,如图2所示,这个图象包含的物理意义有：1.截距：直线AB 在纵轴上的截距表示电源电动势ε,在横轴上的截距表示短路电流IM=ε/r2.斜率：直线OP 的斜率表示外电路电阻R,直线AB 斜率的负值表示电源的内电阻r.3.交点：直线OP 和AB 的交点为C,其横坐标值表示这时闭合电路的电流强度I1,纵坐标值表示这时的路端电压或外电路两头的电压U1,图中CD 值表示这时电源的内电压Ur .4.面积：矩形DI 1OA 的面积S 1的数值表示这时电源的总功率,矩形CI 1OU 1的面积S 2的数值表示这时电源的输出功率,两块面积之差ΔS=（S 1－S 2）的数值表示这时电源内部发烧消费的功率,两块面积之比S 2∶S 1的数值表示这时电源的效力.二.U —I 图象的应用1.剖析物理量的变化纪律(1)路端电压.电流强度随外电阻的变化纪律直线OP 的斜率表示闭合电路外电阻的阻值R,当外电阻R 增大时,直线OP 与直线AB 的交点C 将沿BA 线向A 接近,从图2可知,交点C 的横坐标变小,而纵坐标变大,这就直不雅地说清楚明了“路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小;电流强度随外电阻的增大而减小,随外电阻的减小而增大”这一纪律,当R→∞时,OP 与纵轴重合,C 点与A 点重合,显而易见,此时外电路断开,I 变为零,路端电压变至最大为U=ε;反之,当R→0时,直线OP 与横轴无穷地接近,I→I M ,U→0.(2)电源输出功率随外电阻的变化纪律.电源的输出功率可用图3中画斜线的矩形面积来表示,当外电阻R 由零逐渐增至无穷大时,不难看出这块面积先由小变大,再由大变小,这表示在变化中消失最大值,依据数学常识不难知道,当直线OP 与直线AB 交点C 取AB 中点时,矩形面积最大,此时I=I M /2=ε/2r,U=ε/2,对应的外电阻R=U/I=r,电源的最大输出功率P max =UI=ε2/4r.从而得到“当外电路的电阻R 等于电源的内阻r 时,电源的输出功率最大,为ε2/4r 这一纪律.1 图2M图3(3)电源的效力随外电阻的变化纪律电源的效力可用图2中矩形CI1OU1的面积和矩形DI1OA的面积之比来表示,当外电阻R由零逐渐增大时,由图4不难看出两块面积之比在增大.当R=r时,表示电源输出功率的矩形面积是表示电源总功率的矩形面积的一半.是以,这时电源的效力为50%.从而得到了“电源效力随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小.当外电阻R等于内电阻r时,电源的效力为50%”这一纪律.2.剖析试验误差伏安法测电阻的试验误差用伏安法测电阻,因为电表内阻消失,不可避免地转变了电路本身,这就给测量成果带来了误差.现用U—I图象来评论辩论外接法电路中的试验误差.如图5所示,闭合电键K,转变滑动变阻器的阻值,每转变一次,就得到一组U.I值,取几出组数值作出U—I图象的直线OP,如图6所示.直线OP的斜率值就是待测电阻的测量值R测,因电流表中的电流是干路上的电流,比经由过程R的真实电流大,把U1.U2.….U n相对应的经由过程R的电流真实值I1.I2.….I n算出,并在U—I图中一一标出,又可得到一条直线OP',这条直线的斜率就是待测电阻的真实值R真,从图中直不雅地可得出R真>R 测.用相似办法可得,内接法测量出的电阻值,要比真实值大,即R真<R测1 M3(R< r)图4R图51 221图6。
实验描绘小灯泡伏安特性曲线
解析：其额定电流 0.26 A，故滑阻应 选R1
(1)滑动变阻器应选用 _______R__1_____．
(2)①开始实验前他的实物 接线如下图甲所示，请指
出该学生实物接线中的错
误有哪些？ 电压表采取 串联接入
电流表选择 量程太大
滑动变阻器采 取限流接法
导线接在变阻器 的滑动触头上
②请就此在下图乙中进行正确的连接．
第二章 恒定电流
实验：描绘小灯泡伏安特性曲线
一、实验目的: 描绘小灯泡的伏安特性曲线．
二、电路选择
使灯泡两端的电压应该 由零逐渐增大到额定电 压．所以滑动变阻器分 压接法电路
小灯泡的电阻值较小， 应选用电流表外接法
电压表、电流表的读数
规则：仪表读数看精确度，10分度下位估，2、5分度本位估。
10分度仪表读数： 电压表、电流表若用0-3V、0-3A量程，其最小刻度（精确 度）分别为0.1V、0.1A，为10分度仪表读数，读数规则较 为简单，只需在精确度后加一估读数即可。
1．电路的连接方式 (1)电流表应采用外接法 (2)滑动变阻器应采用分压式连接
2．闭合开关S前，滑动变阻器触头 应移到小电珠分得电压为零的位置
3．U－I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 小电珠的额定电压而定，若使用“2.5 V,0.6 A” 的小电珠，则选用电压表的3 V量程．
接AB，为定值电阻 接CD，短路 接AC（D），向右滑动电阻变大
接BC（D），向右滑动电阻变小
1.限流式 图中变阻器起限流作用
Rx
P
E
Ｓ AR B
描绘小灯泡的伏安特性曲线实验
一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律.二、实验原理1.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（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接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线.2.小灯泡（3.8 V，0.3 A）的电阻很小，当它与电流表（量程为0.6 A）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线，即测出U、I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，滑动变阻器应采用分压式接法.三、实验器材小灯泡（3.8 V，0.3 A）或（9 V，0.7 A）一只，电压表（0~3 V~15 V）、电流表（0~0.6 A~3 A）各一只，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.五、实验注意事项1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法.2.因本实验要作出I-U图线，要求测出电压从零变化至U额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法.3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图51-1中的A端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值.4.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，使图线不会偏向一边或过小或过大.5.画I-U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.一、仪器的选择与电路的设计1.电学实验中仪器的选择方法（1）基本原则①安全——不损坏实验器材.②精确——尽可能减少实验误差.③方便——便于实验操作、读数和数据处理.（2）实验仪器的选取①电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流.②用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流.③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12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二、螺旋测微器2.原理：精密螺纹的螺距是0.5 mm，即K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm，即可动刻度每转过一等份，P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0.01 mm.用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm（即毫米的千分位），因此螺旋测微器又称为千分尺.3.读数方法：先从固定刻度G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（注意估读），即有：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度（注意单位为mm）.如图50-5所示，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为14.5格，最后的读数为：2.0 mm+14.5×0.01mm=2.145 mm.图50-54.注意事项（1）测量前需校对零点：先使测砧A与测微螺杆并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度是否重合，否则应加以修正.2）读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.（3）测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K，改用微调旋钮K′，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K ′，并拧紧固定旋钮.这样做既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确.（2）在不知道Rx 、RV 、RA 的大约值时，可用试触法.如图50-8所示，触头分别接触a 、b ，如 表变化大，说明表分压大，应选外接法；如表变化大，说明 表分流大，应选内接法.2.电流表内接法与外接法的选择方法内接法外接法电路图误差 分析 电流表分压 U 测＝U x ＋U A 电压表分流I 测＝I x ＋I V 电阻 测量值 R 测＝U 测I 测＝R x ＋R A >R x测量值大于真实值R 测＝U 测I 测＝R x R VR x ＋R V <R x测量值小于真实值适用 条件R x >R A R VR x <R A R V(1)直接比较法：当R x≫R A时用内接法；当R x≪R A时用外接法．本实验一般选择3伏电源，3伏挡伏特表(内阻为3千欧或1千欧)，安培表0.6安挡(内阻约为0.1欧)，金属丝电阻大约5～10欧，显然应取外接法，但待测电阻往往很不直观，这就需要用下面两种方法确定测量电路．(2)临界值计算法：由误差理论知当R x＝R A R V时，内接法、外接法一样，我们称R A R V为临界值；R x>R A R V时，可用内接法；R x<R A R V时，可用外接法．(3)测试判断法：当R x、R A、R V大约值都不清楚就用测试判断法．如图1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．二、限流电路和分压电路1.限流电路如图3所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没有电流流过．该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R用两端的电压调节范围：U≥U用≥UR用R0＋R用；电流调节范围：UR用≥I用≥UR0＋R用.即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小．要使限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R0.另外，使用该电路时，在接通前滑片P置于电阻最大的位置．2.分压电路如图4所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R用并联后再与滑动变阻器的右边串联．注意滑动变阻器的两端都有电流流过，且电流不相同．该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R用两端的电压调节范围为U≥U用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大．电流调节范围为ER用≥I用≥0.使用分压电路，当R0<R用时，调节性能好．通电前，滑片P置于A端，使U用＝0.3.两种用法的选择如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法：(1)用电器的电压或电流要求从零开始连续可调．(2)要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小．(3)采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值．在安全(I滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下，若R用≤R0，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电路结构简单，可优先采用限流接法；而若R用≫R0，则只能采用分压电路．三、电表的选择与读数1.电表的选择实验中，电表的选择首先要估算电路中电流、电压的调节范围，依据电压、电流的调节范围选择电表．一般依据下列原则：(1)在不超过量程的前提下，选择小量程电表． (2)电表的读数一般不应小于量程的13.2.电表的读数方法最小分度是“1”的电表，测量误差出现在下一位，下一位按110估读，如最小刻度是1 mA 的电流表，测量误差出现在毫安的十分位上，估读到十分之几毫安．最小分度是“2”或“5”的电表，测量误差出现在同一位上，同一位分别按12或15估读．如学生用的电流表0.6 A 量程，最小分度为0.02 A ，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的按半小格读数，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、2…9；学生用的电压表15 V 量程，最小分度为0.5 V ，测量误差出现在伏特的十分位上，。
实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
题型二：数据的处理及实验结论
例2某同学在做测定小灯泡功率的实验中，优化设
计电路，正确测得如下一组 U 和 I 的数据：
编号 1 2
3
4
5678
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
线图象的最后一个点的坐标 tan α＝r＝3－0.23.70 Ω
＝1.0 Ω.小灯泡电阻 8 Ω(正常发光)，允许电流 0.3 A， R1 不适合，R2 能满足各方面的要求，小灯泡中电流很
小时，取伏安曲线 0—0.1 A 段求出电阻值 R＝00..21 AV＝ 2 Ω.取两位有效数字 2.0 Ω.
2.LED 发光二极管新技术已被广泛应用，如家用 节能灯(LED 灯)、LED 投影仪、LED 打印机、LED 显示屏等.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，即电流从正极
若干.
(1) 实 验 中 电 压 表 应 选
，电流表应
选
，滑动变阻器应选
(只填器材的
字母代号)；
(2)在下面的虚线框中画出实验电路图，要求电
流、电压能从零开始变化；
(3)根据你设计的电路图，将下图中的实物连接成 实验用的电路；
(4)在实验中得到如下数据(I 和 U 分别表示 小灯泡上的电流和电压)：
②某同学得出以下一些数据：
U/V 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80 I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 30.0
请在所给坐标中画出其特性曲线.
③若此发光二极管的最佳工作电流为 12 mA，现连，还需串联一个 R＝ 83.3 Ω 的电阻(保留三位有 效数字)，才能使它工作在最佳状态.
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：测绘小灯泡的伏安特性曲线[学习目标] 1.理解电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择.2.理解滑动变阻器的两种接法，能进行正确地应用.3.学会描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法.一、电流表的内接法和外接法的比较1.两种接法的比较2.(1)直接比较法：当R x?R A时，采用内接法，当R x?R V时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”.(2)公式计算法当R x＞时，用电流表内接法，当R x＜时，用电流表外接法，当R x＝时，两种接法效果相同.(3)试触法：图1如图1，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法.二、滑动变阻器两种接法的比较1.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I－U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，即得小灯泡的伏安特性曲线，电路图如图2所示.图22.实验器材学生电源(4～6V直流)或电池组、小灯泡(“4V0.7A”或“3.8V0.3A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸.3.实验步骤(1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，按图3所示的电路图连接好实物图.(注意开关应断开，滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为零) (2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I.(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.电流I/A(4)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)在坐标纸中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.5.实验结果与数据分析(1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线.(2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化.曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大.6.注意事项(1)因I－U图线是曲线，本实验要测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法.(2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法.(3)画I－U图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去.一、实验原理的理解和实验电路、实验器材的选择例1有一个小灯泡上标有“4V2W”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(0～5V，内阻10kΩ)B.电压表(0～15V，内阻20kΩ)C.电流表(0～3A，内阻1Ω)D.电流表(0～0.6A，内阻0.4Ω)E.滑动变阻器(10Ω，2A)F.滑动变阻器(500Ω，1A)G.学生电源(直流6V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图3________(选填“甲”或“乙”)的电路图来完成实验，请说明理由：______________________________________________________________________ __.图3(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)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.图4答案(1)甲描绘小灯泡的I－U图线所测数据需从零开始，并要多测几组数据(2)A D E(3)如图所示解析因实验目的是要测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，故采用题图甲所示的分压式电路合适，这样小灯泡两端的电压可以从零开始调节，且能方便地测出多组数据.因小灯泡额定电压为4V，则电压表选0～5V 的A，而舍弃0～15V的B，因15V的量程太大，读数误差大.小灯泡的额定电流I＝0.5A，则电流表应选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8Ω，调节不方便，电压变化与滑动变阻器使用部分的长度线性关系差，故舍去，则应选E.小灯泡电阻为电流表内阻的＝20倍，电压表内阻是小灯泡电阻的＝1250倍，故电流表采用了外接法.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3V.图5(1)在图乙方框图中画出与实物电路相对应的电路图.(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________(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；③记录如下8组U和I的数据，断开开关.根据实验数据在图丙方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.①从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是___________________.②图线表明导体的电阻随温度的升高而________.③小灯泡正常工作时的电阻约为________.(保留到小数点后一位)答案(1)见解析图(2)①左③见解析图(3)①先不变，后逐渐增大②增大③14.6Ω解析(1)与实物电路相对应的电路图如图所示.(2)①为保护电路安全，开关闭合之前，题图甲中滑动变阻器的滑片应该置于最左端.③根据表格中的数据，画出小灯泡的I－U图线如图所示.(3)①从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是先不变，后逐渐增大.②图线表明导体的电阻随温度的升高而增大.③根据I－U图线可得电压U＝3V时，I＝0.205A，所以小灯泡正常工作时的电阻约为R＝Ω≈14.6Ω.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.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()图6A.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，应使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答案 B解析题图甲叫做电流表的外接法，题图乙叫做电流表的内接法，A正确；题图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R＝可知，R测＜R真；R越小，电压表分流越小，误差越小，因此这种接法适合测小电阻；题图乙由于电流表的分压，导致电压的测量值偏大.由R＝得R测＞R真，R越大，电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻，B错误，C、D正确；故选B.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____________接法(填“分压”或“限流”).(2)某同学已连接如图7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.图7①____________________________________________________________________ ____.②____________________________________________________________________ ____.答案(1)分压(2)①开关S不应闭合，应处于断开状态②滑动变阻器滑动触头P位置不当，应将其置于b端1.有一未知电阻R x，为较准确地测出其阻值，先后用图1中甲、乙两种电路进行测试，利用甲图测得的数据是“2.8V 5.0mA”，而用乙图测得的数据是“3.0V4.0mA”，那么该电阻测得的较为准确的情况是()图1A.560Ω，偏大B.560Ω，偏小C.750Ω，偏小D.750Ω，偏大答案 D解析由于＝＜＝，即电流表的变化大，电压表的分流作用大，根据试触法的原则，可知用电流表内接法比较准确，用题图乙电路，此时电阻为R＝＝＝750Ω.在电流表的内接法中，测量值大于真实值，故选D.2.要测绘一个标有“3V0.6W”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)；电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)；电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；开关一个、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图中的________(填字母代号).答案(1)A(2)B解析(1)根据“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作”可知控制电路必定为“分压电路”，而“分压电路”需要用总阻值较小的滑动变阻器，故选A.(2)在(1)中已经明确了控制电路，然后要选择电流表的接法，题中＝＝3，而＝＝200，可知电压表的分流作用不如电流表的分压作用明显，故而应选择电流表的外接法，综上可知电路图应选用图B.3.图2是小组同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图.图2图3(1)根据图2在虚线框中画出实验电路图；(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3中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V.所示读数为：①________、②________、③________、④__________.两组数据得到的电阻分别为________和________.答案见解析解析(1)由实物连接图可知电路图如图所示.(2)电流表量程为0.6A时，最小刻度为0.02A，读数读到小数点后两位，所以①表示数为0.10A，②表示数为0.24A；电压表量程为3V，最小刻度为0.1V，应估读到0.01V，所以③表示数为2.00V，④表示数为0.28V，根据欧姆定律R1＝＝≈8.3Ω，R2＝＝Ω＝2.8Ω.4.“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，提供的实验器材有：A.小灯泡(额定电压为3.8V，额定电流约为0.3A)B.电流表A(0～0.6A，内阻约为0.5Ω)C.电压表V(0～6V，内阻约为5kΩ)D.滑动变阻器R1(0～10Ω，2A)E.滑动变阻器R2(0～100Ω，0.2A)F.电源(6V，内阻不计)G.开关及导线若干(1)实验中滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”).(2)该同学设计了实验测量电路，通过改变滑动变阻器滑片的位置，使电流表的读数从零开始变化，记录多组电压表的读数U和电流表的读数I.请在图4甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整.图4(3)该同学根据实验数据作出了如图乙所示的U－I图像，根据图像可知小灯泡的电阻随着电流的增大而________(填“增大”、“减小”或“不变”).答案(1)R1(2)如图所示(3)增大解析“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验应该设计成分压电路，滑动变阻器选择阻值范围小的R1.由于小灯泡电阻小，采用电流表外接法.根据图像可知小灯泡的电阻随着电流的增大而增大.5.在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V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，如图5是没有连接完的实物电路.(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)图5(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2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________端滑动(选填“左”或“右”)；(4)图线是曲线而不是过原点的直线，原因是_______________________________________.答案(1)连线如图(2)c段导线断路或灯泡灯丝断了(3)右(4)灯丝的电阻会随温度的升高而增大解析(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线要求滑动变阻器使用分压式接法，这样能使小灯泡两端的电压从零开始逐渐增大，小灯泡电阻与电流表内阻往往相差不大，而且由于实物图中已经将电压表负极与电流表和灯泡的左端连接好，只能将电压表与灯泡直接并联，采用电流表的外接法，这样误差较小.(2)由于整个电路分成两条支路，电压表这条支路无故障，而灯泡这个支路出故障，只能是灯泡的灯丝断了或c段导线断路所致，导致电压表直接接入干路，电阻过大，滑动变阻器无法控制电流，电流表几乎不偏转.(3)小灯泡的额定电压为2.5V，要增大电压必须调节滑动变阻器，让滑动变阻器与小灯泡并联部分的电压增大，所以P要向右滑动.(4)从伏安特性曲线可以看出，电压升高时，电压表示数与电流表示数的比值增大，故曲线说明了灯丝的电阻随着温度升高而增大.。